1.2. Описание установки
Лабораторная установка состоит из трех независимых источников питания:
– сети с напряжением 220 В;
– источника переменного напряжения до 250 В;
– источника постоянного напряжения до 3 кВ.
К сети подключаются мегомметр Ф–4101 при измерении объемного и поверхностного сопротивлений диэлектриков; ламповый вольтметр ВК7–3 при измерении сопротивлений обмотки из проводящего материала, терморезистора и фоторезистора.
Образцы диэлектриков, для которых необходимо определить удельное объемное и поверхностное сопротивления, установлены на общей электродной системе, огражденной органическим стеклом. Образец диэлектрика, катушка из проводящего материала и терморезистор для снятия зависимостей электропроводности от температуры устанавливаются в нагревательном шкафу.
Измерение
удельных сопротивлений диэлектрика
производится следующим образом. Схема
для определения сопротивления образца
представлена на рис. 1.1 и 1.2. На образец
диэлектрика 1 в виде квадратной или
круглой пластинки толщиной
наклеены три электрода из фольги:
центральный электрод 4 в виде диска с
диаметром
,
нижний электрод 2 в виде квадрата или
диска, который соприкасается с
металлическим диском, укрепленным на
изоляторах, и электрод 3 в вида кольца
с внутренним диаметром
,
на который устанавливается металлическое
кольцо. Металлический конус и кольцо,
устанавливаемые на электрод из фольги,
служат для их подсоединения к схеме
измерения.
Р
ис.
1.1. Схема измерения объемного сопротивления
диэлектрика
Рис. 1.2. Схема измерения поверхностного сопротивления диэлектрика
Определение
удельного объемного сопротивления.
Измеряемое сопротивление
подключается к зажимам
мегомметра Ф–4101. При измерении от
мегомметра на образец 1 подается высокое
напряжение через электроды 2 и 4. Электрод
2 является высоковольтным, а электрод
4 – измерительным, поскольку через него
протекает измеряемый объемный ток.
Поверхностный ток
и часть объемного тока отводятся на
зажим «Э» к источнику питания мегомметра
с помощью электрода 3, который называется
охранным. Таким образом, через измерительную
часть схемы мегомметра протекает только
ток
,
идущий через объем диэлектрика,
ограниченный площадью центрального
электрода 4. С помощью мегомметра
измеряется объемное сопротивление
.
Искомое удельное объемное сопротивление рассчитывается по формуле
, (1.12)
где – диаметр измерительного электрода (рис. 1.1), м;
– толщина диэлектрика, м.
Для
измерения поверхностного сопротивления
образца используют те же электроды, но
включают их по схеме рис. 1.2. Из схемы
видно, что через измерительную часть
схемы мегомметра проходит только
поверхностный ток
,
который протекает по кольцеобразному
участку поверхности диэлектрика в
радиальном направлении от электрода 3
к электроду 4. Объемный ток с помощью
электрода 2 отводится на зажим «Э» и
далее к источнику питания мегомметра.
Таким образом, по сравнению с предыдущей
схемой измерения (рис. 1.1) назначение
электродов 2 и 3 меняется местами, электрод
3 является высоковольтным, а 2 – охранным.
Электрод 4 по-прежнему остается
измерительным. В результате посредством
мегомметра измеряется полное поверхностное
сопротивление
.
Удельное поверхностное сопротивление рассчитывается по формуле
,
(1.13)
где – диаметр измерительного электрода (рис. 1.3), м;
– внутренний диаметр кольцевого электрода, м.
Источник
переменного напряжения до 250 В
используется для определения зависимости
электропроводности полупроводников
от освещенности и напряжения источника
(рис 1.3). К источнику высокого постоянного
напряжения до 3 кВ подключается схема
снятия вольт–амперной характеристики
дисков рабочих сопротивлений вентильных
разрядников (РВ) и нелинейных ограничителей
перенапряжений (ОПН) (рис. 1.4). Подключение
нужной схемы питания и измерительной
схемы производится соответствующими
выключателями, установленными на лицевой
панели стенда. На панели установлены
также измерительные приборы (вольтметры,
миллиамперметры, киловольтметр), видимый
р
азрыв
включения стенда.
Рис. 1.3. Схема для снятия вольт-амперных характеристик терморезистора
Р
ис.
1.4. Принципиальная схема для снятия
вольт-амперных характеристик
дисков рабочих сопротивлений вентильного разрядника (РВС)
и ограничителя перенапряжений (ОПН)