Кафедра высоковольтной электроэнергетики, электротехники и электрофизики
Дисциплина: “Материаловедение”
ОТЧЕТЫ
Студентов _________________________________________________________________________
Курса ___ группы ______ по лабораторным работам
Отчет принял преподаватель___________________
Лабораторная работа
“ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ДИЭЛЕКТРИКОВ, ПОЛУПРОВОДНИКОВ И ПРОВОДНИКОВ”
Цель работы: практическое ознакомление с методами определения удельных объемного и поверхностного сопротивлений диэлектриков, исследование влияния температуры на электропроводность проводников, полупроводников и диэлектриков, изучение зависимости электропроводности полупроводников от освещенности и напряженности электрического поля.
Определение удельных объемного и поверхностного сопротивлений плоских образцов твердых диэлектриков.
Рис.1. Эскиз образца твердого диэлектрика
Электроды из фольги, наклеенные на образец: а) сверху: 1 – центральный дисковый электрод; 2 – кольцевой электрод; б) снизу: 3 – электрод в виде квадрата или круга диаметром не менее d3. 4 – диэлектрик.
Рис.2. Схема измерения объемного диэлектрика: 1,2,3 – электрода; 4 – диэлектрик.
Удельное объемное сопротивление рассчитывается по формуле, где d1 – диаметр измерительного электрода (рис.1), м; h – толщина диэлектрика, м; Rv – измеренное объемное сопротивление.
Удельное поверхностное сопротивление рассчитывается по формуле , где d1 и d2 – диаметры измерительного и кольцевого электрода соответственно, м; Rs – измеренное поверхностное сопротивление. d1 = 6610-3 м, d2 = 7010-3 м.
Таблица 1. Результаты измерений и расчетов
Название материала
|
h, м
|
Rv, Ом
|
v, Ом м
|
Rs, Ом
|
s, Ом м
|
Текстолит
|
|
|
|
|
|
Гетинакс
|
|
|
|
|
|
Лакоткань
|
|
|
|
|
|
Стекло
|
|
|
|
|
|
Температурные зависимости сопротивлений диэлектрика, проводника
и полупроводника.
Таблица 2. Результаты измерений и расчетов для температурных зависимостей сопротивлений
Материал
|
30С
|
40С
|
50С
|
60С
|
70С
|
80С
|
Лакоткань
|
R, Ом
|
|
|
|
|
|
|
Rср,С-1
|
|
|
|
|
|
|
R/Ro
|
|
|
|
|
|
|
Медь
|
R, Ом
|
|
|
|
|
|
|
Rср,С-1
|
|
|
|
|
|
|
R/Ro
|
|
|
|
|
|
|
Терморезистор
|
R, Ом
|
|
|
|
|
|
|
R/Ro
|
|
|
|
|
|
|
Т, К
|
|
|
|
|
|
|
1/Т, К-1
|
|
|
|
|
|
|
, Ом-1
|
|
|
|
|
|
|
ln
|
|
|
|
|
|
|
Рис.4. Зависимости относительного сопротивления от температуры для диэлектрика, проводника
и полупроводника а) и электропроводности от температуры для полупроводника б)
Определение энергии активации полупроводника для диапазона температур Т1-Т2 производится по формуле, Дж: Wa= эВ.
Зависимость электропроводности фоторезистора от освещенности
Рис.5.Зависимость электропроводности фоторезистора от освещенности
Таблица 3. Результаты измерений и расчетов для зависимости сопротивления фоторезистора от освещенности
U, B
|
50
|
60
|
70
|
80
|
90
|
100
|
110
|
E, Люкс
|
78
|
200
|
390
|
754
|
1250
|
1850
|
2500
|
R, кОм
|
|
|
|
|
|
|
|
, кОм-1
|
|
|
|
|
|
|
|
Вольтамперные характеристики терморезистора, вилита и окиси цинка.
Рис.6. Электрические схемы для снятия вольтамперных характеристик:
для термосопротивления – а), для вилита и окиси цинка – б)
Таблица 4. Вольтамперные характеристики терморезистора
U, B
|
30
|
40
|
50
|
60
|
70
|
80
|
90
|
I,мA;t=10 c
|
|
|
|
|
|
|
|
I,мA;t=80 c
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблицы 5 и 6. Вольтамперные характеристики вилита и окиси цинка
Вилит
Окись цинка
Расчет коэффициента нелинейности производится по формуле .
Значения U1, U2, I1, I2 берутся по прямым отрезкам зависимостей рис.7.
Вилит: 1= , 2= .
Окись цинка: 1= , 2= ,
Рис.7. Вольтамперные характеристики вилита и окиси цинка
Лабораторная работа
“ПРОБОЙ ТВЕРДЫХ И ЖИДКИХ ДИЭЛЕКТРИКОВ”
Цель работы: практическое ознакомление с методами определения электрической прочности твердых и жидких диэлектриков и изучение влияния на нее некоторых факторов.
Рис.1. Принципиальная схема испытательной установки
Электрическая прочность диэлектрика определяется по формуле Епр=Uпр/h, где Uпр – пробивное напряжение, кВ; h – толщина диэлектрика, мм.
1.Определение кратковременной электрической прочности образцов твердых
диэлектриков.
Таблица 1. Результаты измерений и расчетов.
-
Диэлектрик
|
Толщина h, мм
|
Пробивное напряжение, Uпр, кВ
|
Епр, кВ/мм
|
1
|
2
|
3
|
Среднее
|
Лакоткань
|
|
|
|
|
|
|
Электрокартон
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Место и характер пробоя:
2.Определение электрической прочности лакоткани при ступенчатом подъеме напряжения.
Ступень повышения напряжения U= кВ.
Таблица 2. Результаты измерений и расчетов.
-
Время выдержки на ступени, мин
|
1
|
3
|
5
|
Общее время выдержки под напряжением, t , мин
|
|
|
|
Uпр, кВ
|
|
|
|
Епр, кВ/мм
|
|
|
|
Рис.2.Зависимость электрической прочности лакоткани от длительности приложения напряжения
Рис.3.Зависимость электрической прочности конденсаторной бумаги от числа слоев
|