1. Закріпити поняття діелектричних властивостей твердих електроізоляційних матеріалів: діелектрична проникність, тангенс кута діелектричних втрат.

2. Визначити діелектричну проникність і тангенс кута діелектричних втрат твердих діелектриків.

1. Програма роботи

2.1 Вивчити методику визначення діелектричної проникності  і тангенса кута діелектричних втрат tg δ твердих діелектриків.

2.2 Визначити діелектричну проникність  і тангенс кута діелектричних втрат tg δ дослідних зразків.

3. Вказівки із підготовки до лабораторної роботи

При підготовці до лабораторної роботи необхідно:

1. Вивчити теоретичний матеріал [1. с. 34-36, 50-53; 3. с. 49-66; 4. с. 149-166; 6. с.116-123].

2. Дати відповіді на контрольні запитання.

1. Загальні відомості

Діелектричну проникність визначають відношенням абсолютної діелектричної проникності речовини _а до електричної сталої _о.

Вимірювання виконують на плоских зразках твердих діелектриків, зразки мають такі ж розміри як і для вимірювання питомого опору. Застосування плоских зразків та електродів дає змогу використовувати формулу ємності плоского конденсатора по відношенню до плоских діелектриків.

Значення  дослідного діелектрика визначають, використовуючи для вимірювання плоскі зразки діелектрика, за формулою

(27)

де С_х – ємність зразку, пФ;

h – товщина діелектрика, м;

d – діаметр вимірювального електрода, м.

При виконанні досліджень зразок діелектрика представляють еквівалентною схемою (Рисунок 6).

U

Рисунок 6 - Еквівалентна схема діелектрика

При роботі під змінною напругою у діелектрика виникають значні втрати енергії. Діелектричні втрати пропорційні квадрату прикладеної напруги, кутовій частоті, ємності діелектрика і тангенсу кута діелектричних втрат.

Діелектричні втрати визначають за формулою

Р_а = UI_p tg , (28)

де U – прикладена напруга, В;

I_p –ємнісний струм, А;

tg - тангенс кута діелектричних втрат.

При випробуваннях використовують вимірювальний пристрій контактної системи, яка має три електроди: вимірювальний, високовольтний, охоронний. Відрізок часу до закінчення вимірювання повинен бути не більше 3 хв. після включення зразка під напругу.

Тангенсом кута діелектричних втрат називають відношення активної складової струму I_a, яка протікає через діелектрик при прикладенні змінної напруги, до його ємнісної складової I_C.

Тангенс кута діелектричних втрат визначають за формулою

. (29)

З достатньою для практики точністю для кутів  < 20 іноді використовують схему вимірювання tg за допомогою ватметра, вольтметра і амперметра. При цьому використовують співвідношення

. (30)

Рисунок 7 - Схема визначення tg дослідного зразку

Ємність діелектрика визначають за формулою

. (31)

Для визначення втрат у діелектриках застосовують міст змінного струму, використовуючи схему з паралельним включенням С₂ і R₂ .

Рисунок 8 - Схема електрична принципова моста для вимірювання ємності і кута втрат електроізоляційних матеріалів.

Кут втрат  для вимірюваного зразка С_х, який показаний через tg, при паралельному з’єднанні ємності і резистора визначають за формулою

. (32)