Лабораторная работа 1

НИУ МЭИ

Лабораторная работа №1

«Проводимость твердых диэлектриков»

Кафедра: Электротехническое материаловедение

Выполнил: Толстой Максим Александрович

Проверил: Черкасов Анатолий Петрович

Вариант №45(39933)

Тип:Cond

2014

Лабораторная работа №1

Тема: «Проводимость твердых диэлектриков»

Вариант №45(39933)

Эксперимент 1.

Снять зависимость удельного поверхностного сопротивления от напряжения ρs(U).

Образец: Асбестоцемент.

Температура: 20

Толщина образца (h, мм): 3.

Диаметр внутреннего электрода (Dвнутр, мм): 50.

Диаметр внешнего электрода (Dвнешн, мм): 54.

Напряжения на образце (U,B): 500, 800, 1000, 1200, 1500.

Выполнение работы:

Диапазон измерения 1,0е+9-1,0е+12 Ом

Напряжение, В	500	800	1000	1200	1500
Сопротивление, Ом	7.840e+9	1.780e+9	1.720e+9	1.590e+9	1.460e+9
Пов. сопротивление, Ом	640,38е+9	145,39е+9	140,49е+9	129,87е+9	119,25е+9

Удельное поверхностное сопротивление ρ_s

Таблица измерений:

График зависимости удельного поверхностного сопротивления ρ_s от напряжения U:

Вывод: При увеличении напряжения поверхностное сопротивление диэлектриков, как правило, уменьшается. Исключение составляет высококачественные диэлектрики, у которых сопротивление при увеличении напряжения остается практически неизменным. Причинами уменьшения сопротивления могут являться возникновение объемных зарядов в диэлектрике, перераспределения влаги в порах диэлектрика или возникновение дополнительной электропроводности в результате вырывания электронов силами поля из частиц диэлектрика.

Эксперимент 2.

Снять зависимость удельного объемного сопротивления от температуры ρ_s(U)

Образец: Слоистый пластик (кремний органическая смола Ко-926)

Начальная температура (градусы Цельсия): 20

Конечная температура (градусы Цельсия): 200

Шаг по температуре (градусы Цельсия): 10

Толщина образца (h, мм): 4

Диаметр внутреннего электрода (Dвнутр, мм): 50

Диаметр внешнего электрода (Dвнешн, мм): 54

Напряжение на образце (U, B): 500

Выполнение работы:

Диапазон измерения 1,0е+9 – 1,0е+13 Ом

Удельное объемное сопротивление ρ(Ом.м)

Таблица измерений:

Температура, В	Сопротивление, Ом	Уд.сопротивление (Ом.м)
20	2,063е+12	1095,3е+12
30	1,625е+12	862,75е+12
40	1,248е+12	662,6е+12
50	8,916е+11	4733,7е+11
60	6,543е+11	3473,8е+11
70	4,083е+11	2167,7е+11
80	2,567е+11	1362,9е+11
90	1,608е+11	853,7е+11
100	8,143е+10	4323,3е+10
110	3,952е+10	2098,2е+10
120	1,688е+10	896,2е+10
130	8,922е+9	4736,9е+9
140	6,911е+9	3669,2е+9
150	4,181е+9	2219,8е+9
160	2,952е+9	1567,3е+9
170	2,598е+9	1379,3е+9
180	2,288е+9	1214,7е+9
190	1,771е+9	940,2е+9
200	1,560е+9	828,2е+9

График зависимости ln(ρ) от ln(T):

Вывод: Уменьшение объемного сопротивления диэлектриков при их нагревании обусловлено ослаблением молекулярных связей и уменьшением вязкости вещества. Кроме того, вследствие температурной диссоциации молекул увеличивается концентрация ионов и растет их подвижность.

Эксперимент 3.

Снять зависимость удельного объемного сопротивления от напряжения ρv(U)

Образец: Асбестоцемент

Температура: 20

Толщина образца (h, мм): 3

Диаметр внутреннего электрода (Dвнутр, мм): 50

Диаметр внешнего электрода (Dвнешн, мм): 54

Напряжения на образце (U,B): 500, 800, 1000, 1200, 1500

Выполнение работы:

Диапазон измерения 1,0е+9 – 1,0е+12 Ом

Удельное объемное сопротивление ρ(Ом.м)

Таблица измерений:

Напряжение, В	500	800	1000	1200	1500
Сопротивление, Ом	4.790e+9	3.010e+9	2.640e+9	2.420e+9	2.380e+9
Уд.сопротивление, Ом	3390,8е+9	2130,8е+9	1868,8е+9	1713,1е+9	1684,8е+9

График зависимости удельного объемного сопротивления ρ_v от напряжения U:

Вывод: При увеличении напряжения объемное сопротивление диэлектриков, как правило, уменьшается. Эту зависимость мы можем увидеть на графике. При относительно малых напряжениях , например 500-800 В, происходит резкое уменьшение удельного объемного сопротивления. При больших напряжениях – 1000-1500 В удельного объемное сопротивление практически не изменяется.