Работа 1.3. Изучение электрического гистерезиса

Цель: исследовать поляризацию сегнетоэлектриков в зависимости от напряжённости приложенного электрического поля; изучить явление гистерезиса на их примере.

Оборудование: электронный осциллограф, вольтметр, модуль ФПЭ–02 с сегнетоэлектрическим образцом.



In [86]:

    
import pandas
of = pandas.read_excel('lab-3-2.xlsx', '1')
of.head(len(of))









    Out[86]:






  
    
      
      Um [В]
      Xm [дел.]
      Kx [В / дел.]
      Ux [В]
      Ym [дел.]
      Ky [В / дел.]
      Uy [В]
      Em [ед. СГС]
      ΔEm [ед. СГС]
      Dm [ед. СГС]
      ΔDm [ед. СГС]
      ε [1]
      Δε [1]
    
  
  
    
      0
      81
      2.9
      1.0
      2.90
      2.6
      5.0
      13.00
      3.82
      0.51
      10969
      1563
      2871
      561
    
    
      1
      74
      2.7
      1.0
      2.70
      2.6
      5.0
      13.00
      3.49
      0.47
      10969
      1564
      3143
      616
    
    
      2
      67
      2.4
      1.0
      2.40
      2.4
      5.0
      12.00
      3.16
      0.42
      10125
      1447
      3204
      625
    
    
      3
      60
      2.2
      1.0
      2.20
      2.1
      5.0
      10.50
      2.83
      0.38
      8859
      1269
      3130
      615
    
    
      4
      55
      2.0
      1.0
      2.00
      1.5
      5.0
      7.50
      2.59
      0.35
      6328
      909
      2443
      482
    
    
      5
      50
      1.8
      1.0
      1.80
      1.0
      5.0
      5.00
      2.36
      0.33
      4219
      608
      1788
      359
    
    
      6
      45
      1.6
      1.0
      1.60
      1.2
      2.0
      2.40
      2.12
      0.29
      2025
      293
      955
      190
    
    
      7
      40
      2.9
      0.5
      1.45
      1.3
      1.0
      1.30
      1.89
      0.26
      1097
      156
      580
      115
    
    
      8
      35
      2.6
      0.5
      1.30
      0.8
      1.0
      0.80
      1.65
      0.24
      675
      96
      409
      83
    
    
      9
      30
      2.2
      0.5
      1.10
      1.0
      0.5
      0.50
      1.41
      0.20
      422
      60
      299
      60
    
    
      10
      25
      1.8
      0.5
      0.90
      1.3
      0.2
      0.26
      1.18
      0.16
      219
      32
      186
      37
    
    
      11
      20
      3.7
      0.2
      0.74
      1.7
      0.1
      0.17
      0.94
      0.13
      143
      20
      152
      30



In [87]:

    
import numpy
E = numpy.array(of.values[:, 7])
D = numpy.array(of.values[:, 9])
e = numpy.array(of.values[:, 11])
dE = numpy.array(of.values[:, 8])
dD = numpy.array(of.values[:, 10])
de = numpy.array(of.values[:, 12])



In [88]:

    
import matplotlib.pyplot
matplotlib.pyplot.figure(figsize=(12, 8))
matplotlib.pyplot.grid(linestyle='--')
matplotlib.pyplot.title('График зависимости $D_m$ от $E_m$ на фоне максимальной петли гистерезиса', fontweight='bold')
matplotlib.pyplot.xlabel('$E_m$, ед. СГС')
matplotlib.pyplot.ylabel('$D_m$, ед. СГС')
matplotlib.pyplot.errorbar(E, D, xerr=dE, yerr=dD, fmt='o', c='black')
matplotlib.pyplot.show()



In [90]:

    
import matplotlib.pyplot
matplotlib.pyplot.figure(figsize=(12, 8))
matplotlib.pyplot.grid(linestyle='--')
matplotlib.pyplot.title('График зависимости диэлектрической проницаемости $\\varepsilon$ от от электрического поля $E$ при нарастании $E$ ', fontweight='bold')
matplotlib.pyplot.xlabel('$E$, ед. СГС')
matplotlib.pyplot.ylabel('$\\varepsilon$')
matplotlib.pyplot.errorbar(E, e, xerr=dE, yerr=de, fmt='o', c='black')
matplotlib.pyplot.show()



In [ ]:

	Um [В]	Xm [дел.]	Kx [В / дел.]	Ux [В]	Ym [дел.]	Ky [В / дел.]	Uy [В]	Em [ед. СГС]	ΔEm [ед. СГС]	Dm [ед. СГС]	ΔDm [ед. СГС]	ε [1]	Δε [1]
0	81	2.9	1.0	2.90	2.6	5.0	13.00	3.82	0.51	10969	1563	2871	561
1	74	2.7	1.0	2.70	2.6	5.0	13.00	3.49	0.47	10969	1564	3143	616
2	67	2.4	1.0	2.40	2.4	5.0	12.00	3.16	0.42	10125	1447	3204	625
3	60	2.2	1.0	2.20	2.1	5.0	10.50	2.83	0.38	8859	1269	3130	615
4	55	2.0	1.0	2.00	1.5	5.0	7.50	2.59	0.35	6328	909	2443	482
5	50	1.8	1.0	1.80	1.0	5.0	5.00	2.36	0.33	4219	608	1788	359
6	45	1.6	1.0	1.60	1.2	2.0	2.40	2.12	0.29	2025	293	955	190
7	40	2.9	0.5	1.45	1.3	1.0	1.30	1.89	0.26	1097	156	580	115
8	35	2.6	0.5	1.30	0.8	1.0	0.80	1.65	0.24	675	96	409	83
9	30	2.2	0.5	1.10	1.0	0.5	0.50	1.41	0.20	422	60	299	60
10	25	1.8	0.5	0.90	1.3	0.2	0.26	1.18	0.16	219	32	186	37
11	20	3.7	0.2	0.74	1.7	0.1	0.17	0.94	0.13	143	20	152	30