Література.

1. И.Б.Левитин, Т.Е.Харламова, ”Проводниковые и магнитные материалы”, Ленинград-1977.

2. Ю.А.Геллер, А.Г.Рахштадт, ”Материаловедением”, М., Мет., 1975.

3. “Электротехнические материалы”, руководство к лабораторным работам, под ред. проф. В.Т.Ренне, Ленинградский политехнический институт, 1973.

Лабораторна робота №11

Тема: Електричні властивості електрорадіоматеріалів.

Мета роботи: Вимірювання питомого об’ємного та поверхневого опорів твердих діелектриків.

Е3-16А, макет для вимірювання, зразки матеріалів.

Теоретичні відомості.

Діелектричні матеріали мають великий питомий опір: 10⁷-10¹⁸ Ом м. При прикладанні електричного поля через діелектрик протікають об’ємний та поверхневий струми.

I = I_V + I_S

Повний опір діелектрика визначається як результуючий двох паралельних опорів:

Для оцінки об’ємної та поверхневої електропровідності звично використовують питомий об’ємний та питомий поверхневий опори.

Питоий об’ємний опір чисельно дорівнює опору куба з ребром 1 м, якщо струм проходить через дві протилежні грані цього куба.

[Ом м]

де: R_V – об’ємний опір, Ом;

S – площа електрода, м²;

h – товщина зразка, м.

Питомий поверхневий опір чисельно дорівнює опору квадрата (будь яких розмірів), якщо струм проходить через дві протилежні сторони цього квадрату.

[Ом]

де: R_S – поверхневий опір зразка між паралельними електродами, Ом;

d – довжина електродів, м;

l – відстань між електродами, м.

Вимірювання питомого об’ємного опору.

Твердий діелектрик 3 затискається між двома металічними електродами: нижнім 1 і верхнім 4, до яких підводиться постійна напруга. Крім нижнього та верхнього електродів до поверхні зразка щільно прилягає кільцевий охоронний електрод, за допомогою якого відводяться на землю поверхневі струми.

При вимірюванні R_V визначається об’ємний опір тої частини зразка, яка знаходиться між вимірювальним та високовольтним електродами. Для плоского зразка при цьому розрахунковий діаметр дорівнює середньому арифметичному:

d_сер.= (d₁ + d₂) /2

де: d₁ – діаметр вимірювального електрода;

d₂ – внутрішній діаметр кільцевого охоронного електрода.

R_V для плоского зразка визначається:

де: h – товщина зразка.

Звідки для плоского зразка з круглими електродами:

Якщо R_V вимірюється в Ом, h – в м, d₁ і d₂ – в м, то ρ_v вимірюєтьося в Ом∙м.

Вимірювання питомого поверхневого опору.

ρ _s – опір плоскої ділянки поверхні твердого діелектрика у формі квадрата при протіканні електричного струму між протилежними сторонами. У найпростішому вигляді, коли електродами є дві струмоведучі смужки на зразку, поверхневий опір R_S пропорційний величині зазору між електродами (l) і обернено пропорційний їх довжині (d).

[Ом]

Метод зводиться до визначення за допомогою приладу Ф 4101 опору поверхні між кільцевим і вимірювальним електродами. Для даного випадку відстань між електродами визначається:

а довжина електрода:

Вплив об’ємних струмів на результати вимірювань виключається шляхом заземлення нижнього електрода. Тоді питомий поверхневий опір можна розрахувати за формулою: