Главная страница Наука Образование Ссылки Карта сайта Автор  

 Электротехнические материалы

Лабораторные работы

 авторы:
д.т.н., профессор Целебровский Ю.В. , д.ф.м.н., профессор Коробейников С.М., к.т.н., доцент Нестеров С.В., ассистенгт Черненко Н.А.

 

Лабораторная работа 

№ 2

Определение диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь различных диэлектриков

Цель работы:

Ознакомиться с образцами диэлектрических материалов. Определить относительную диэлектрическую проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь представленных диэлектриков на различных частотах. Сравнить полученные результаты со справочными данными.

 

Основные понятия
 и определения:

Под воздействием сил электрического поля, созданного в диэлектрике приложенным к нему напряжением, происходят процессы поляризации.

Поляризацией диэлектриков называется процесс упорядочения связанных электрических зарядов внутри диэлектрика под действием приложенного напряжения.

 

Методы измерения:

Диэлектрическую проницаемость e испытуемого материала вычисляют, предварительно измерив ёмкость образца в эквивалентной последовательной или эквивалентной параллельной схеме. Тангенс угла диэлектрических потерь tgd можно определить путем прямых измерений или по результатам косвенных изменений, используя формулы пересчета.

Методы определения tgd и e  на частоте 50 Гц стандартизированы (ГОС 6433.4-71 и ГОСТ 6581-75).

Измеритель иммитанса LCR-819 предназначен для автоматического измерения емкости, индуктивности и сопротивления с базовой погрешностью 0,05 % по параллельной и последовательной эквивалентной схеме.

 Описание лабораторной установки

Измерения производятся при помощи цифрового измерителя иммитанса LCR-819.

Назначения кнопок, используемых при измерении:

1 – питание прибора;
4 – выбор измеряемых величин (при индикации режима MODE);
5 – выбор схемы измерения (при индикации режима CIRCUIT);
12 – выбор частоты, на которой производятся измерения;
7-11, 16-20 – цифры для набора частоты;
14 – ввод набранной частоты.

 Для измерений образец изучаемого материала помещается между двумя плоскими электродами круглой формы.

Включение прибора производится кнопкой 1.

Выбор измеряемого параметра производится с помощью кнопки 4.

При этом:

режим «C D» – измерение емкости С и тангенса угла диэлектрических потерь D (Dissipation Factor – англ.) – используется в данной работе; (режимы: «L Q», «C Q», «R Q» в данной работе не используются).

Выбор частоты измерения производится следующим образом:
 нажать кнопку 12, набрать необходимую частоту цифровыми кнопками (в кГц, 100 Гц набирать как 0,1 кГц) и нажать кнопку 14 - ввод.

Измерение производится автоматически. При смене диэлектрика питание прибора не отключается.

 

  

Методические указания:

      В качестве образцов используются пластины из различных электроизоляционных материалов, среди которых представлены:

Резина
Стеклотекстолит
Лакоткань (толщина 0, 125 мм)
Полиметилметакрилат (оргстекло)
Гетинакс
Текстолит
Кремнийорганическая резина
Поливинилхлорид (винипласт)
Поливинилхлорид в виде изоляционной ленты
Фторопласт
Эпоксидный компаунд. 

Студенты должны ознакомится со всеми имеющимися материалами и выбрать для измерений по три  любых образца на члена бригады. 

Перед началом работы рекомендуется отыскать по справочнику ожидаемые значения относительной диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь выбранных материалов. По справочному значению относительной диэлектрической проницаемости рассчитать значения ожидаемой ёмкости. Толщина образца и диаметр верхнего электрода (для определения площади) измеряются при помощи штангенциркуля. 
Измерить ёмкость C образца и тангенс угла диэлектрических потерь tgd (D).
Определить относительную диэлектрическую проницаемость e, используя  измеренное значение ёмкости C образца.
Измерения ёмкости C и тангенса угла диэлектрических потерь tgd (D) производятся на трех частотах для каждого образца – 100 Гц; 1 кГц и 100 кГц.
По измеренным значениям ёмкости, толщине образца и площади электродов вычислить относительную диэлектрическую проницаемость материала.

Оформление результатов:

       В отчете по работе должны быть представлены:

- все измеренные значения: С, tgd, частота измерения, площадь пластин и толщина образцов;

- рассчитанные значения диэлектрической проницаемости для каждого образца на каждой частоте;

- справочные значения диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь с указанием частот, им соответствующих.

Измеренные значения сравниваются со справочными, все расхождения объясняются.

В отчете необходимо также привести последовательную и параллельную схемы замещения диэлектриков, соответствующие им соотношения и векторные диаграммы, используя материал лекций и справочника.

Отчет выполняется один на подгруппу и защищается индивидуально каждым членом подгруппы.

Контрольные вопросы

1.     Что такое "диэлектрическая проницаемость"?

2.     Что такое "угол диэлектрических потерь"?

3.     Назовите наименования материалов, представленных в образцах к лабораторной работе.

4.     Нарисуйте векторную диаграмму, соответствующую параллельной схеме замещения диэлектрика.

5.     Нарисуйте векторную диаграмму, соответствующую последовательной схеме замещения диэлектрика.

6.     Какой материал более прозрачен: полиметилметакрилат или поливинилхлорид?

7.     Как отличается емкость воздушного конденсатора от емкости такого же конденсатора, но с измеренным Вами диэлектриком ?

8.     На что расходуется мощность диэлектрических потерь и от чего она зависит?

9.     В каких случаях неплотное прилегание электрода к образцу (воздушная прослойка) может заметно изменить результаты измерений и в какую сторону?

10.  В какую сторону изменяет измеренные значения увеличение доли проводящих включений в образце (например, сажи в резине)?

11.  Чем отличается текстолит от гетинакса?

12.  Назовите химические названия оргстекла, винипласта, материала  “синей” изоленты.

13.  Назовите значения диэлектрической проницаемости известных Вам твердых диэлектриков.

14.  Назовите значения тангенса угла диэлектрических потерь известных Вам твердых диэлектриков.

15.  Какое значение емкости получится, если в измерительном конденсаторе установить двухслойный диэлектрик из измеренных образцов?

16.  Как будет выглядеть векторная диаграмма, если ее построить по измеренным данным?

 

  1. Измерение удельного сопротивления и определение температурного коэффициента удельного сопротивления металлов.


  2. Определение диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь различных диэлектриков


  3. Исследование композиционного резистивного материала ЭКОМ


  4. Определение электрической прочности воздуха и трансформаторного масла.


  5. Измерение твердости материалов


  6. Изготовление низкотемпературной керамики

 

Главная страница Наука Образование Ссылки Карта сайта Автор

Hosted by uCoz