Ім'я файлу: Түсіпбеков А.Р 21 - Мэл-2п конспект лекции 2.doc
Розширення: doc
Розмір: 99кб.
Дата: 06.11.2022
скачати

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени Д.СЕРИКБАЕВА

Практическая работа № 2 по дисциплине

“ Новые электротехнические материалы ”

конспект лекции

Группа: 21-МЭЛ-2п
Выполнил: Түсіпбеков А.Р.

Проверил:Ердыбаева Н.К.


Усть-Каменогорск

2022г.

Задание 2 (контрольные вопросы)

  1. Истинное сопротивление диэлектриков

  2. Объёмная и поверхностная проводимости

  3. Диэлектрические потери

  4. Пробой диэлектриков.

  5. Пробивное напряжение и электрическая прочность диэлектриков

  6. Пробой газов

1Истинное сопротивление диэлектриков.

Истинноесопротивление диэлектрика , т. е. сопротивление изоляции, определяющее сквозной ток, заключенного между двумя электродами, при постоянном напряжении, можно вычислить по формуле:   где  – приложенное напряжение;  – наблюдаемый ток утечки;  – сумма токов, вызванных замедленными механизмами поляризации, ток абсорбции

2Объёмная и поверхностная проводимости.

У твердых изоляционных материалов различают объемную и поверхностную электропроводности. Для сравнительной оценки объемной и поверхностной электропроводности разных материалов используют также удельное объемное  и удельное поверхностное  сопротивления.


Удельное объемное сопротивление  численно равно сопротивлению куба с ребром в  , мысленно выделенного из исследуемого материала, если ток проходит через две противоположные грани этого куба;  выражают в  . В случае плоского образца материала при однородном поле удельное объемное сопротивление рассчитывают по формуле:



где  – объемное сопротивление,  ;  – площадь электрода,  ;  – толщина образца, м.

Удельное поверхностное сопротивление  численно равно сопротивлению квадрата (любых размеров), мысленно выделенного на поверхности материала, если ток проходит через две противоположные стороны этого квадрата (  выражают в омах):



где  – поверхностное сопротивление образца материала между параллельно поставленными электродами шириной  , отстоящими друг от друга на расстоянии  (рис. 4.2).

По удельному объемному сопротивлению можно определить удельную объемную проводимость  и соответственно удельную поверхностную проводимость  .


Полная проводимость твердого диэлектрика, соответствующая его сопротивлению  , складывается из объемной и поверхностной проводимостей. Произведение сопротивления изоляции диэлектрика конденсатора на его емкость называют постоянной времени конденсатора: . Легко показать, что в системе СИ:  .
3Диэлектрические потери.
Диэлектрические потери - та часть энергии электрического поля, которая рассеивается в диэлектрике в виде тепла. Нагрев диэлектрика в постоянном электрическом поле зависит от значений удельных объемного и поверхностного сопротивлений (или удельной проводимости). Если известно сопротивление диэлектрика в Омах, то потери мощности в нем Р в ваттах можно подсчитать по известному соотношению P = U2/R , где U - напряжение в вольтах. Для сопоставления потерь различных материалов лучше пользоваться удельными потерями, которые для единичного объема диэлектрика в виде куба со стороной 1m будут определяться по формуле Pуд = E2/  или Pуд = E2 , где E - напряженность электрического поля,  удельное электрическое сопротивление,  удельная электрическая проводимость. Если  измеряется в Ом м,  в Ом-1м-1, Е в В/м, U в В, то Руд измеряется в Вт/м3. В диэлектрическом конденсаторе с идеальным диэлектриком, т.е. диэлектриком без потерь, вектор тока Ic опережает вектор напряжения на 90o . В реальных диэлектриках угол между током, протекающим через емкость, и напряжением меньше 90o за счет потерь, которые вызывают протекание активного тока Ia, совпадающего по фазе с напряжением.
4Пробой диэлектриков. 5Пробивное напряжение и электрическая прочность диэлектриков.
Д иэлектрик, находясь в электрическом поле, может потерять изоляционные свойства, если напряженность поля превысит некоторое критическое значение. Явление образования проводящего канала в диэлектрике под действием электрического поля называют пробоем. Минимальное приложенное к диэлектрику напряжение, приводящее к его пробою, называют пробивным напряжением .Предпробойное состояние диэлектрика характеризуется резким возрастанием тока, отступлением от закона Ома в сторону увеличения проводимости. Формально за пробивное принимают такое напряжение, при котором , т. е. дифференциальная проводимость становится бесконечно большой (рис. 3.1- Вольт-амперная характеристика электрической изоляции)

Значение пробивного напряжения зависит от толщины диэлектрика и формы электрического поля, обусловленной конфигурацией электродов и самого диэлектрика. Поэтому оно характеризует не столько свойства материала, сколько способность конкретного образца противостоять сильному электрическому полю. Для сравнения свойств различных материалов более удобной характеристикой является электрическая прочность. Электрической прочностью называют минимальную напряженность однородного электрического поля, приводящую к пробою диэлектрика:

Если пробой произошел в газообразном диэлектрике, то благодаря высокой подвижности молекул пробитый участок после снятия напряжения восстанавливает свои электрические свойства. В противоположность этому пробой твердых диэлектриков заканчивается разрушением изоляции. Однако разрушение материала можно предупредить, ограничив нарастание тока при пробое допустимым пределом. Пробой диэлектриков может возникать в результате чисто электрических, тепловых, а в некоторых случаях и электромеханических процессов, обусловленных действием электрического поля.

6Пробой газов.

П робой газов определяется двумя механизмами - лавинным и лавинно-стримерным, связанными с процессами ударной ионизации электронами и фотоионизацией. Для пробоя газа в постоянном однородном поле (см. рис.) характерна зависимость Епр от давления.

Давление 0.1 МПа соответствует нормальному атмосферному давлению. Епр при давлении больше нормального растет в связи с уменьшением длины свободного пробега электронов и уменьшением вероятности актов ионизации. Возрастание Епр при малых давлениях связано с уменьшением вероятности столкновения электронов с молекулами газа из-за малой плотности газа. Епр воздуха в однородном поле растет, как показано на рисунке, с уменьшением расстояния между электродами из-за уменьшения вероятности столкновения электронов с молекулами газа. Пробивное напряжение газов существенно снижается в неоднородных полях, например, для воздуха при d=1 см от 30 кВ до 9 кВ. В неоднородном поле на Uпр влияет также полярность электродов. Так, для электродов с малым радиусом кривизны Uпр при положительной полярности оказываются ниже, чем при отрицательной. Это связано с образованием положительного объемного заряда у острия в результате развития коронного разряда, что приводит к возрастанию напряженности поля в остальной части промежутка.


скачати

© Усі права захищені
написати до нас