5.4. Контрольные вопросы

1. В чём отличие магнитных материалов от немагнитных?

2. Где используются магнитные материалы, с какой целью?

3. Какие параметры характеризуют магнитомягкие материалы?

4. Статическая петля гистерезиса магнитного материала. Какие параметры её характеризуют?

5. Динамическая петля гистерезиса. Чем она отличается от статической?

6. Где используются магнитотвёрдые материалы?

7. Электротехнические стали, область их применения, характеристики и параметры.

8. Пермаллои, область их применения, характеристики и параметры.

9. Как влияет содержание никеля на характеристики пермаллоя?

10. Как влияет содержание кремния на характеристики электротехнической стали?

11. Как зависят потери в магнитном материале от частоты, индукции магнитного поля, толщины ленты?

12. Как можно уменьшить потери на вихревые токи и гистерезис?

Лабораторная работа м – 6 влияние влажности и загрязнений на электропроводность диэлектриков

Инструкция по технике безопасности

1. Измерение сопротивления диэлектриков проводится на высоком напряжении (до 2500 В), поэтому необходимо тщательное соблюдение мер безопасности, перечисленных в общих правилах работы в установках с напряжением выше 1000 В.

2. Перед началом работы необходимо проверить наличие заземления корпусов мегомметра и нагревательного шкафа.

3. Смену образцов диэлектриков, подключаемых к мегомметру, производить только при отключенном от источника питания мегомметре.

4. Запрещается производить измерения сопротивлений при открытой крышке гигростата, а также переключение схемы измерения сопротивлений при включенном мегомметре.

5. Замена образцов, а также все переключения, производимые внутри гигростата (крышка открыта) или внутри нагревательного шкафа, выполняются только при отключении установки от сети.

6. При выполнении измерений члены бригады должны знать о подаче напряжения и не касаться токоведущих частей и зажимов на мегомметре и на гигростате.

Целью настоящей работы является практическое ознакомление c методами определения удельного объемного и удельного поверхностного сопротивлений диэлектриков, исследование влияния температуры, влажности и загрязнений на электропроводность диэлектриков.

6.1. Предварительные сведения

Через диэлектрик под воздействием приложенного к нему напряжения (постоянного) протекает ток, имеющий две составляющие в зависимости от пути протекания тока. Одна из них представляет собой ток, протекающий по поверхности диэлектрика. Этот ток называется током поверхностной проводимости. Вторая составляющая – ток, протекающий через объем диэлектрика. Этот ток называется током объемной проводимости. Для сравнительной оценки различных электроизоляционных материалов в отношении их объемной и поверхностной электропроводности пользуются значениями удельного объемного и удельного поверхностного сопротивлений.

В случае плоского образца удельное объемное сопротивление материала рассчитывается по формуле, Ом·м,

, (6.1)

где – объемное сопротивление образца, Ом;

– площадь электрода, м²;

– толщина образца, м.

Удельное поверхностное сопротивление определяется по формуле, Ом,

, (6.2)

где – поверхностное сопротивление материала между параллельно установленными на его поверхности электродами, Ом;

– длина электродов, м;

– расстояние между электродами, м.

Определение удельных сопротивлений диэлектриков сводится к измерению сопротивлений образцов, включенных в измерительную цепь, при постоянном напряжении по методу амперметра и вольтметра или мегомметром. Удельные объемные и поверхностные сопротивления рассчитываются по значениям объемного и поверхностного сопротивлений с учетом формы и геометрических размеров образцов и электродов.

Важное практическое значение имеет зависимость сопротивления диэлектриков от температуры. Для жидких и твердых диэлектриков удельное объемное сопротивление изменяется с ростом температуры по экспоненциальному закону:

, (6.3)

где – значение удельного сопротивления при температуре ;

– температурный коэффициент удельного сопротивления диэлектрика.

Согласно данному выражению температурный коэффициент удельного сопротивления диэлектрика равен:

. (6.4)

Отрицательное значение указывает на то, что удельное объемное сопротивление диэлектриков уменьшается с ростом температуры.

Многие электроизоляционные материалы гигроскопичны, обладают способностью адсорбировать влагу из окружающей среды, и это оказывает сильное влияние на электроизоляционные свойства материалов.

Атмосферный воздух всегда содержит определенное количество водяных паров, которые могут поглощаться электроизоляционным материалом, находящимся в воздухе. Образец материала, помещенный в среду с определенной влажностью и температурой, через некоторое время достигает равновесного состояния влажности. Если сравнительно сухой образец поместить во влажный воздух, то будет наблюдаться увлажнение образца до величины, соответствующей данной влажности и температуре воздуха. Если, наоборот, сравнительно влажный образец поместить в воздух с малой относительной влажностью, то влажность образца будет уменьшаться до равновесного значения, соответствующего данной влажности и температуре воздуха. Динамика этого процесса в значительной мере зависит от свойств материала и, прежде всего, от его гигроскопичности и чистоты поверхности.

Влажность материала, а также способность поверхности отталкивать воду или, наоборот, смачиваться ею оказывают существенное влияние на объемную и поверхностную электропроводность.