Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Тольяттинский государственный университет
Кафедра «Промышленная электроника»
Отчет о лабораторной работе №2
ИЗМЕРЕНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ И ТАНГЕНСА УГЛА
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ ТВЕРДЫХ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫХ
МАТЕРИАЛОВ ПРИ ЧАСТОТЕ 50 Гц
по дисциплине
«Электротехнические материалы»
Руководитель: Чуркин И. М.
Исполнитель: студентка Горбатюк Ю.А.
Группа: УКб-1201
Тольятти 2013
1. Цель работы
Изучение стандартные методы определения ди электрической проницаемости ε и тангенса угла диэлектрических потерь tgδ при переменном (частота 50 Гц) напряжении твердых электроизоляци онных материалов, исследование и обоснование влияния температуры на ε и tgδ образцов различных материалов.
2.Программа работы
3. Методика измерения tg δ и ε и описание лабораторной установки
Относительная диэлектрическая проницаемость определяется измерением емкости конденсатора Сх, в котором применяется испытуемый диэлектрик. По известной емкости Сх 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 рs .
Для измерения С и tgδ используется трехэлектродная система, состоящая из высоковольтного, измерительного и охранного электронов, позволяю щая уменьшить ошибки измерения, возникающие от краевого эффекта и наличия паразитных емкостей.
На частотах порядка 1000 Гц и выше при испытании твердых диэлектри ков охранные электроды уже не дают требуемого эффекта, и поэтому изме рения проводятся без них. В этом случае при измерении емкости плоских образцов вводится поправка.
Истинная емкость конденсатора:
Cх = Сизм-Скр-Сэл, (2.5)
где Сизм - измеренная емкость образца; - краевая емкость; Сэл - емкость электрода (незаземленного) относительно земли.
Краевая емкость:
Скр=ηСв, (2.6)
где Св - емкость конденсатора, в котором вместо испытуемого диэлектрика будет воздух (воздушный конденсатор); η - поправочный коэффициент, на ходится по формуле
Емкость электрода:
Сэ=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).
4. 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 |
23 |
0.070 |
92.5 |
86.85 |
5.60 |
|
2. |
55 |
0.081 |
96.8 |
91.15 |
5.90 |
||
|
3. |
78 |
0.078 |
97.8 |
92.15 |
5.95 |
||
|
4. |
90 |
0.089 |
98.6 |
92.95 |
6.00 |
4.1.Построим график зависимостей,
5.Вывод
Изучили стандартные методы определения ди электрической проницаемости ε и тангенса угла диэлектрических потерь tgδ при переменном (частота 50 Гц) напряжении твердых электроизоляци онных материалов, исследовали влияния температуры на ε и tgδ образцов различных материалов.