Таблицы экспериментальных и расчетных данных, графики зависимостей.

Цель работы

Изучение стандартные методы определения ди­электрической проницаемости ε и тангенса угла диэлектрических потерь tgδ при переменном (частота 50 Гц) напряжении твердых электроизоляци­онных материалов, исследование и обоснование влияния температуры на ε и tgδ образцов различных материалов.

Программа работы

1. Изучить принцип действия четырехплечевого моста и методику измерения им емкости и тангенса диэлектрических потерь.

2. Определить ε и tgδ твердых электроизоляционных материалов при комнатной температуре.

3. В интервале температур от комнатной до 100°С снять зависимости tgδ и εот температуры твердых электроизоляционных материалов.

4. Построить графики зависимостей tgδ и εот температуры и сде­лать письменно выводы.

3. Методика измерения tg δ и ε и описание лабораторной установки

Относительная диэлектрическая проницаемость определяется измерением емкости конденсатора С_х, в котором применяется испытуемый диэлектрик. По известной емкости С_х определяется диэлектрическая проницаемость, для чего необходимо знать геометрические размеры конденсатора.

На частотах f=50 Гц tgδ и ε определяются на плоских (круг или квадрат) трубчатых и фасонных образцах. Плоские и трубчатые образцы имеют те же размеры, что и при определении р _v и р_s .

Для измерения С и tgδ используется трехэлектродная система, состоящая из высоковольтного, измерительного и охранного электронов, позволяю­щая уменьшить ошибки измерения, возникающие от краевого эффекта и наличия паразитных емкостей.

На частотах порядка 1000 Гц и выше при испытании твердых диэлектри­ков охранные электроды уже не дают требуемого эффекта, и поэтому изме­рения проводятся без них. В этом случае при измерении емкости плоских образцов вводится поправка.

Истинная емкость конденсатора:

C_х= С_изм-С_кр-С_эл, (2.5)

где С_изм- измеренная емкость образца; - краевая емкость; С_эл - емкость электрода (незаземленного) относительно земли.

Краевая емкость:

С_кр=ηС_в, (2.6)

где С_в - емкость конденсатора, в котором вместо испытуемого диэлектрика будет воздух (воздушный конденсатор); η - поправочный коэффициент, на­ходится по формуле

Емкость электрода:

С_э=17.7d₁, (2.7)

Где d₁ – диаметр электрода, м.

Четырехплечая мостовая схема для определения tgδ и ε содержит в одном плече испытуемый конденсатор, эквивалентная схема которого представлена последовательным соединением и .

В соседнее плечо включены сопротивление и (рис.2.3)

Рис. 2.3. Четырехплечая мостовая схема для определения tgδ и ε

Условия равновесия моста: , т.е.

Для последовательной схемы замещения:

- измеренная емкость . Используя формулу (2.5), вычисляем .

В лабораторной работе используется универсальный измерительный мост Е - 12- 2.

Зная емкость измеряемого конденсатора и его геометрические размеры, из формулы

определяем

где - толщина диэлектрика, м; - площадь обкладки конденсатора, ; - измеренная емкость, пФ, (1пф= Ф).

Таблицы экспериментальных и расчетных данных, графики зависимостей.

Проведем измерения и tgδ и рассчитаем и ε. Результат измерений и расчетов сведен в таб.2.1 и таб.2.2

Исходные данные:

Диаметр электродов(d): 110 мм

Толщина электродов(b): 5 мм

Диаметр образца(D): 100мм

Толщина образца(h): 4 мм

Найдем площадь измерительного электрода

Найдем емкость конденсатора, в котором вместо испытуемого диэлектрика будет воздух (воздушный конденсатор):

Найдем краевую емкость:

Найдем емкость электрода:

Найдем истинную емкость конденсатора:

Таблица 2.1

Наименование диэлектриков	D, (м)	h, (м)	d, (м)	b, (м)	S, ( )	tgδ	, (пФ)		, (пФ)
1.	0.110	0.004	0.100	0.005	0.007	0.070	92.5	86.85	5.60
2.	0.081	96.8	91.15	5.90
3.	0.078	97.8	92.15	5.95
4.	0.089	98.6	92.95	6.00

Таблица 2.2

Наименование диэлектриков	h, (м)	S, ( )	, (C)	tgδ	, (пФ)		, (пФ)
1.	0.004	0.007		0.070	92.5	86.85	5.60
2.		0.081	96.8	91.15	5.90
3.		0.078	97.8	92.15	5.95
4.		0.089	98.6	92.95	6.00

4.1.Построим график зависимостей ,

Вывод

Изучили стандартные методы определения ди­электрической проницаемости ε и тангенса угла диэлектрических потерь tgδ при переменном (частота 50 Гц) напряжении твердых электроизоляци­онных материалов, исследовали влияния температуры на ε и tgδобразцов различных материалов.

Поиск по сайту: