М инистерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

Пермский национальный исследовательский

политехнический университет

Электротехнический факультет

Кафедра Микропроцессорные средства автоматизации (МСА)

Отчет по лабораторной работе № 1

по курсу «Электроэнергетика и электротехника»

«ИССЛЕДОВАНИЕ УДЕЛЬНОГО ОБЪЕМНОГО И ПОВЕРХНОСТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ»

Выполнил: студент гр. ЭЭ-20-3б

Киряков Д.А.

Проверил: Кандидат технических наук, Доцент

Черняев В.В.

Дата защиты____________Оценка_____________

Пермь 2021

Цель работы. Изучение физических основ электропроводности диэлектриков и методики измерения удельных объемного и поверхностного сопротивлений диэлектриков; исследование влияния различных факторов на проводимость диэлектриков.

Порядок выполнения работы

Удельное объемное и удельное поверхностное сопротивления обычно определяют на одном и том же образце, снабженном тремя электродами (рис.1).

Рисунок 1 - Схема расположения круглых электродов для измерения удельных сопротивлений плоского образца диэлектрика.

В данной лабораторной работе испытания материалов производится с помощью зеркального гальванометра, по методу непосредственного отклонения.

Схема измерения объемного сопротивления плоского образца диэлектрика по этому методу представлена на рис. 2.

Рисунок 2 - Схема измерения удельного объемного сопротивления образца диэлектрика.

Зная приложенное к образцу напряжение U (в вольтах), можно определить объемное сопротивление образца:

где ρ_v – удельное объемное сопротивление;

h – толщина образца, м

S – площадь электрода А, м².

Выражая S через диаметр электрода:

получим окончательную формулу для определения величины объемного удельного сопротивления испытуемого образца:

Схему измерения поверхностного сопротивления плоского образца (рис.3) от предыдущей схемы отличает способ включения образца.

Рисунок 3 - Принципиальная схема измерения удельного поверхностного сопротивления диэлектриков.

Зная напряжение U (в вольтах), приложенное к образцу, и поверхностный ток утечки можно определить поверхностное сопротивление образца:

Зная поверхностное сопротивление R_S, можно рассчитать ρ_S по формуле:

Ход работы:

Впишем постоянные для всех опытов:

1. Измерение удельного объемного сопротивления трех образцов.

1.1) Образец желтого цвета:

Таблица 1

Наименование материала	U,В	h, cm	d1, cm	d2, cm	ἀ1, mm	ἀ2, mm	ρ, Ом*см* 10^13	ἀ, мм	n
Жёлтый	2000	0,1009	10	10,3	39	39	1,477679046	39	1
	2320	0,1009	10	10,3	46	46	1,453265219	46	1
	2640	0,1009	10	10,3	53	53	1,435300326	53	1
	2960	0,1009	10	10,3	62	62	1,375671525	62	1
	3280	0,1009	10	10,3	71	71	1,331159884	71	1

График зависимости ρ_V=F(U), для желтого образца (рис.1):

Рисунок 1

1.2) Образец чёрного цвета:

Таблица 2

Наименование материала	U,В	h, cm	d1, cm	d2, cm	ἀ1, mm	ἀ2, mm	ρ, Ом*см* 10^10	ἀ, мм	n
Чёрный	50	0,0555	10	10,3	27	27	0,970105908	27	100
	70	0,0555	10	10,3	51	51	0,719019673	51	100
	90	0,0555	10	10,3	89	89	0,529743226	89	100
	110	0,0555	10	10,3	141	141	0,408682915	141	100
	130	0,0555	10	10,3	23	23	0,296093195	23	1000

График зависимости ρ_V=F(U), для чёрного образца (рис.2):

Рисунок 2

1.3) Образец бежевого цвета:

Таблица 3

Наименование материала	U,В	h, cm	d1, cm	d2, cm	ἀ1, mm	ἀ2, mm	ρ, Ом*см* 10^13	ἀ, мм	n
Бежевый	2000	0,1143	10	10,3	29	29	1,754250706	29	1
	2320	0,1143	10	10,3	37	37	1,594945777	37	1
	2640	0,1143	10	10,3	44	44	1,526198114	44	1
	2960	0,1143	10	10,3	53	53	1,420612081	53	1
	3280	0,1143	10	10,3	62	62	1,345680058	62	1

График зависимости ρ_V=F(U), для бежевого образца (рис.3):

Рисунок 3

2. Измерение удельного поверхностного сопротивления трех образцов.

2.1) Образец жёлтого цвета:

Таблица 4

Наименование материала	U,В	h, cm	d1, cm	d2, cm	ἀ1, mm	ἀ2, mm	ρ, Ом*см* 10^13	ἀ, мм	n
Жёлтый	2000	0,1143	10	10,3	25	21	0,68424433	23	1
	2100	0,1143	10	10,3	22	16	0,869710556	19	1
	2200	0,1143	10	10,3	16	14	1,154092103	15	1
	2300	0,1143	10	10,3	16	14	1,206550835	15	1
	2400	0,1143	10	10,3	13	13	1,452703347	13	1
	2500	0,1143	10	10,3	13	13	1,513232653	13	1
	2600	0,1143	10	10,3	13	13	1,573761959	13	1

График зависимости ρ_S=F(U), для желтого образца (рис.4):

Рисунок 4