
- •Лабораторный практикум по Электрофизическим методам исследования диэлектриков
- •Введение
- •Тема 1. Приборы, используемые для проведения исследований электротехнических материалов
- •1.1. Мосты переменного тока
- •1.1.1. Мост переменного тока р577
- •1.1.2. Мост переменного тока р5026
- •1.1.3. Мост переменного тока р5058
- •1.1.4. Автоматические мосты переменного тока
- •1.2. Осциллографы
- •1.3. Генераторы
- •Тема 2. Проводимость полупроводников и металлов лабораторная работа № 2.1
- •2.1. Терморезисторы: термисторы и позисторы
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 2.2
- •2.2. Общие сведения о варисторах
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Подготовка к работе
- •2. Исследование вольтамперной характеристики варистора
- •7. Исследование зависимости сопротивления от температуры
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 2.3
- •2.3. Определение типа носителей в полупроводниках
- •2.3.1. Метод термозонда
- •2.3.2. Метод Холла
- •2.3.3. Определение концентрация и подвижности носителей
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Определение типа носителей с помощью метода термозонда
- •1.1. Подготовка к работе
- •1.2. Определение типа носителей разных кристаллов
- •2. Исследования по методу Холла
- •2.1. Определение типа основных носителей в датчике Холла
- •2.3. Исследование вольтамперной характеристики датчика
- •2.4. Определение микропараметров кристалла датчика Холла
- •2.6. Определение зависимости эдс Холла от величины тока
- •2.9. Определение зависимости эдс Холла величины индукции в
- •Отчетные материалы
- •Тема 3. Поляризация диэлектриков Лабораторная работа № 3.1 "Исследование жидкокристаллических индикаторов"
- •3.1. Теоретические сведения о жк-индикаторах
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Подготовка к измерениям
- •2. Изучение жк-сегментов индикатора
- •4. Исследование зависимости емкости Сn(u)
- •5. Определение зависимости значений Uпор от частоты f
- •6. Определение частоты fкр в зависимости от напряжения
- •7. Определение зависимостей ε(f) и tgδ(f) материала
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 3.2 "Активная сегнетокерамика"
- •3.2. Основные свойства сегнетоэлектриков
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка материалов
- •1. Испытание 1.
- •2. Испытание 2
- •2.6. Анализ зависимости параметров диэлектрика от температуры
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 3.3 "Исследование свойств радиочастотных кабелей"
- •3.3. Теоретические сведения о радиочастотных кабелях
- •3.3.1. Распространение электромагнитных волн по кабелю
- •3.3.2. Обозначение и строение радиочастотных кабелей
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •Отчетные материалы
- •Тема 4. Диэлектрические потери Лабораторная работа № 4.1 "Исследование зависимости ε и tg диэлектрика от температуры и частоты"
- •4.1. Методы оценки диэлектрических потерь
- •4.1.1. Схемы замещения реального конденсатора
- •4.1.2. Расчет величины активных потерь в диэлектрике
- •4.1.3. Мост переменного тока р577
- •4.1.4. Зависимость tg от температуры и частоты
- •4.1.5. Зависимость от температуры и частоты
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка материалов
- •Отчетные материалы
- •Тема 5. Пробой диэлектриков Лабораторная работа № 5.1
- •5.1. Общие сведения о пробое воздуха
- •5.1.1. Влияние различных факторов на пробой воздуха
- •5.1.2. Описание эксперимента
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •Отчетные материалы
- •Тема 6. Тепловые свойства диэлектриков Лабораторная работа № 6.1 "Исследование тепловых свойств диэлектрических материалов"
- •6.1. Методы оценки тепловых потоков
- •6.1.1. Параметры теплового потока
- •6.1.2. Теплопроводность плоской стенки
- •6.1.3. Теплопроводность цилиндрической стенки
- •6.1.4. Влияние факторов на коэффициент теплопроводности
- •6.1.5. Понятие о нагревостойкости материалов
- •6.1.6. Методы измерения температуры и теплового потока
- •6.1.7. Описание установки
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •Отчетные материалы
- •Тема 7. Радиокомпоненты Лабораторная работа № 7.4 "Анализ рядов сопротивлений и конденсаторов"
- •7.1. Номинальные параметры резисторов и конденсаторов
- •7.1.1. Ряды сопротивлений и конденсаторов
- •7.1.2. Гистограмма распределения элементов в серии
- •7.1.3. Экспериментальное построение гистограммы выборки
- •7.1.4. Резисторы и конденсаторы для поверхностного монтажа
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Подготовка к исследованиям
- •2. Исследование параметров резисторов
- •3. Исследование параметров конденсаторов
- •4. Анализ параметров резисторов и конденсаторов smd
- •Отчетные материалы
- •Тема 8. МаГнитные материалы Лабораторная работа № 8.1
- •8.1. Магнитные законы и материалы
- •8.1.1. Магнитные законы
- •8.1.2. Расчет магнитного поля с помощью закона полного тока
- •8.1.3. Общая характеристика магнитных материалов
- •8.1.4. Основные свойства ферромагнитных материалов
- •8.1.5. Магнитные цепи
- •8.1.6. Описание установки
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Исследование магнитных свойств соленоидов
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 8.2
- •8.2. Общие сведения об экранировании магнитного поля
- •8.2.1. Электромагнитное экранирование
- •8.2.2. Количественная оценка эффекта экранирования
- •8.2.3 Описание лабораторной установки
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Подготовка к испытаниям
- •2. Определение зависимости индукции в(h) без экранов
- •3. Определение экспериментальной величины э при различных экранах
- •3.1. Исследование экрана из немагнитного полимерного материала
- •Экспериментальная таблица для каждого из экранов
- •3.7. Исследование экрана из немагнитного металлического материала
- •3.8. Исследование экрана из ферромагнитного материала
- •3.9. Исследование двухслойного экрана из различных материалов
- •Отчетные материалы
- •Тема 9. Оптическая пирометрия Лабораторная работа № 9.1
- •9.1. Модели и методы оптической пирометрии
- •9.1.1. Параметры и характеристики теплового излучения
- •9.1.2. Законы теплового излучения
- •9.1.3. Оценка температуры яркостным пирометром
- •9.1.4. Оценка теплового потока от нагретого тела
- •9.1.5. Схема установки и работа с пирометром оппир-017
- •9.1.6. Расчет температуры с помощью оптического пирометра
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов Определение яркостной температуры Тя и расчет температуры т
- •Отчетные материалы
- •Рекомендуемая литература Основная
- •Дополнительная
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Мурманский государственный технический университет» (ФГБОУ ВПО «МГТУ»)
А.Б. Власов, С.В. Власова
Лабораторный практикум по Электрофизическим методам исследования диэлектриков
Допущено Ученым советом университета в качестве учебного пособия для технических специальностей
Мурманск
2013
УДК 621.315.5/6 + 621.318.1:621.396
ББК 31.23
В-58
Власов, А.Б., Власова С.В. Лабораторный практикум по электрофизическим методам исследования диэлектриков: Учеб. пособие для технических специальностей– 4-е изд. перераб. и доп. / А.Б. Власов, С.В. Власова С.В. Мурманск: Изд-во МГТУ, 2013. – 179 с.
Рассмотрены свойства и методы испытаний электротехнических материалов, показаны области их практического использования. Приведены лабораторные работы и контрольные задания по темам курсов “Электротехническое материаловедение”, ”Радиоматериалы и радиокомпоненты”, “Электротехнические материалы”, ″МТМ″.
Предназначено для студентов, обучающихся по техническим специальностям.
The manual considers characteristics and methods of electrotechnical materials' tests, the areas of their practical applications have been shown. The laboratory works and test tasks on the courses "Science of Electrotechnical Materials", "Radiomaterials and Radiocomponents", "Electrotechnical Materials" have been given.
It is intended for the students of the technical specialities.
Илл. – 66; список лит. – 26 назв.
Рецензенты: И.Л. Бродский, канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой естественнонаучного и математического образования Мурманского областного института повышения квалификации работников образования;
А. В. Маслов, председатель Технического совета АО "Колэнерго"
Анатолий Борисович Власов, Светлана Васильевна Власова
Лабораторный практикум по электрофизическим методам исследования диэлектриков
©Анатолий Борисович Власов, Светлана Васильевна Власова
©Мурманский государственный технический университет, 2013
ISBN 5-86185-215-4
Введение
Данное учебное пособие написано в соответствии с программами курсов "Электротехническое материаловедение", "Радиоматериалы и радиокомпоненты", "Электротехнические материалы" для специальностей 201300 "Техническая эксплуатация транспортного радиооборудования", 180404 "Эксплуатация электрооборудования и средств автоматики".
Для закрепления теоретических знаний, полученных на лекциях, учебными планами предусмотрено проведение лабораторных занятий.
Пособие содержит теоретические сведения по темам курсов, описание лабораторных работ, контрольные задания.
В процессе выполнения лабораторных работ студенты должны ознакомиться с планом их проведения, рекомендованной литературой по теме, методическими указаниями.
В списке рекомендуемой литературы, указанном в данном практикуме, следует особо выделить пособия [1] – [3], в которых приведены теоретические сведения о строении веществ, поляризации, электропроводности, диэлектрических потерях, пробое, физико-химических, тепловых, механических и магнитных свойствах электротехнических материалов, а также о радиокомпонентах. Данные материалы необходимо изучить на этапе начальной подготовки к лабораторным работам. Кроме этого, студенты должны выполнить задания пособия [2], связанные с тематикой лабораторной работы.
Например, в ходе проведения лабораторной работы № 4.1 "Исследование зависимости ε и tgδ от температуры и частоты электрического поля" следует изучить процессы поляризации и диэлектрических потерь в диэлектриках и выполнить (в отдельной тетради) задания по данной тематике (разделы ″Общие сведения″, ″Поляризация диэлектриков″, ″Диэлектрические потери″), указанные в пособии [2].
После ознакомления с планом, рекомендованной литературой, методическими указаниями и выполнения заданий, приведенных в пособии [2], студенты должны подготовить так называемую "заготовку" к лабораторной работе (в тетради для лабораторных работ), включающую:
– описание целей работы, используемых приборов и принадлежностей;
– схемы установки, аппаратов (с обозначением их типов и марок);
– краткие методические рекомендации, подготовленные самостоятельно с использованием рекомендованной литературы; необходимые расчетные формулы; качественные графики предполагаемых характеристик;
– подготовленные таблицы для экспериментов.
Преподаватель проверяет домашнюю "заготовку" и, если она соответствует всем требованиям, то учащийся получает допуск к выполнению работы.
Отчет о самостоятельно выполненной лабораторной работе, представляемый учащимся преподавателю, должен включать:
– описание исследуемых материалов, в том числе табличные значения параметров материалов, исследуемые характеристики, способы получения и применения материалов и изделий из них;
– графики и расчетные параметры, погрешности результатов, причины расхождения полученных данных с табличными значениями;
– письменные выводы о характеристиках исследуемых материалов.
Выполненная работа подлежит защите, во время которой студент показывает свои знания по теме, к которой относится данная работа.
В течение семестра учащиеся выполняют обязательные циклы лабораторных работ, каждая из которых должна быть защищена. Если две работы не защищены, то студент не допускается к выполнению третьей.
В лаборатории, где проводятся занятия, имеются установки с высоким напряжением, поэтому учащиеся обязаны строго соблюдать правила техники безопасности, с которыми их знакомит преподаватель перед проведением лабораторного практикума.