Лабораторная работа
ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В МНОГОСЛОЙНЫХ ДИЭЛЕКТРИКАХ.
Цель работы: изучение процессов в многослойных диэлектриках, связанных с явлением абсорбции зарядов в неоднородных диэлектриках.
В работе используются следующие изоляционные материалы:
электрокартон ЭВ (r=2,8; h=0,1 мм; tg=0,01);
лакоткань ЛКМ (r=4,1; h=0,1 мм; tg=0,17);
полиэтилен (r=2,3; h=0,1 мм; tg=0,0002);
воздух (r=1,00058; h=0,1 мм; tg=4·10-6).
Диэлектрики зажимаются между двумя плоскими электродами с площадью 0,0227 м2. В связи с тем, что плоскость электродов обладает некоторой неровностью, в расчетах необходимо учитывать наличие воздушной прослойки толщиной 0,1 мм. Таким образом, в экспериментах применяются следующие сочетания материалов, зажатых между электродами (образец многослойной изоляции):
лакоткань – электрокартон (сухой) – воздух;
лакоткань – электрокартон (увлажненный) – воздух;
полиэтилен – электрокартон (сухой) – воздух;
полиэтилен – электрокартон (увлажненный) – воздух.
Сухим называется электрокартон с равновесной влажностью, соответствующей влажности воздуха в лаборатории; влажный электрокартон – это увлажненный электрокартон в эксикаторе при влажности воздуха близкой к 100 %.
Для каждого из образцов многослойной изоляции измеряются мегаомметром R60 и R15, прибором ЕВ-3 – ∆С и С, прибором ПКВ-13 – , мостом МД-15 – тангенс угла диэлектрических потерь (tg) и R3 при напряжении 1000 В.
Рассчитываются , , Сxи .
Сxи определяются по результатам измерения мостом характеристик tg и R3.
, ,
где h – толщина многослойного диэлектрика, м;
Сx– емкость, Ф;
S – площадь электродов, м2;
= 8,854·10-12 Ф/м.
Для образцов 1 и 3 рассчитайте эффективную диэлектрическую проницаемость и tgрасчпо известным характеристикам диэлектриков по следующим формулам:
,
.
Результаты измерений и расчетов занести в таблицу.
-
№ п/п
|
Наименование образца
многослойной изоляции
|
R60,
мОм
|
R15,
мОм
|
|
∆С,
дел
|
С,
дел
|
|
|
Сx,
пкФ
|
R3,
Ом
|
tg
|
|
опыт.
|
расч.
|
опыт.
|
расч.
|
1
|
Лакоткань – электрокартон (сухой) – воздух
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
лакоткань – электрокартон (увлажненный) – воздух
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
–
|
|
–
|
3
|
полиэтилен – электрокартон (сухой) – воздух
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4
|
полиэтилен – электрокартон (увлажненный) – воздух
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
–
|
|
–
|
Вывод: __________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
|