3. Порядок выполнения работы

3.1.Получить у преподавателя кривые охлаждения сплава.

3.2.По кривым охлаждения построить диаграммы состояния.

3.3.Определить тип диаграммы и фазовые состояния во всех ее областях.

3.4.Определить по правилу фаз степень свободы для всех областей диаграммы.

3.5.Определить по правилу отрезков количество составляющих фаз для 3 составов сплава и не менее 3 температур.

3.6. Повторить пункты 2-5 до других систем сплавов.

Лабораторная работа №2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМНОГО И ПОВЕРХНОСТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ

1.Цель работы

Получить практические навыки по измерению объемного и поверхностного сопротивления диэлектриков при различных условиях.

2.Теоретические сведения

Изоляционные материалы, применяемые в электро- и радио- технике, не являются идеальными диэлектриками и обладают некоторой электропроводностью.

Е

7

сли на твердый диэлектрик воздействовать постоянным напряжением, то при помощи чувствительного прибора – гальванометра - можно измерить ток, протекающий через диэлектрик.

Возникающий в диэлектрике ток можно представить в виде двух составляющих: тока сквозной проводимости i_cкобусловленного направленным перемещением свободных зарядов, и тока абсорбцииi_ab, обусловленного поляризационными процессами.

Сопротивление изоляции R_изопределяется по величине сквозного тока:

где U– приложенное напряжение.

Отсчет тока сквозной проводимости осуществляется только через одну минутку после подачи напряжения, так как в большинстве случаев процессы поляризации за это время завершается, и ток абсорбции практически равен нулю.

С ростом температуры электропроводность диэлектриков увеличивается. Эта зависимость в большинстве случаев может быть представлена в виде экспоненциальной функции:

,

где -удельная электропроводность, См/м;

А и В – константы, характеризующие данный диэлектрик;

Т- температура, К.

Очень сильное влияние на проводимость твердых диэлектриков оказывает влага, проникшая внутрь диэлектрика даже в ничтожных количествах. Проводимость при этом резко возрастает.

П

8

ри исследовании проводимости твердых диэлектриков необходимо принимать во внимание не только токи, проходящие через объем диэлектрика, но и токи утечки по поверхности диэлектрика. Поверхностная электропроводность обусловлена присутствием влаги и загрязнений на поверхности диэлектрика.

Асорбция влаги на поверхности диэлектрика находится в тесной зависимости от относительной влажности окружающей среды. Особенно резкое увеличение поверхностной проводимости наблюдается, когда величина относительной влажности превышает 50-60% и поверхность диэлектрика загрязнена.

Для сравнения электропроводности различных диэлектриков вводятся понятия удельного объемного _Vи удельного поверхностного_Sсопротивлений.

Для измерения объемного и поверхностного сопротивления диэлектрика применяют различные методы, в зависимости от величины сопротивления.

В лаборатории электрических материалов измерения производятся согласно ГОСТ:

методом непосредственного отклонения;

методом заряда конденсатора.

Метод непосредственного отклонения основан на измерении величины тока, проходящего через испытуемый образец при известной разности потенциалов между электродами. Метод заряда основан на измерении величины заряда конденсатора, накопленного в нем от тока протекающего через испытываемый образец.

В заводских условиях широко используются мосты, тераомметры, позволяющие измерять сопротивления до 10¹³Ом.

При малых значениях сопротивления диэлектрика, например, при высоких температурах, измерение сопротивления производят на мостах переменного тока для исключения явления формовки.

В лабораторной работе определение ипроизводится с помощью тераометра Е6- 13А и внешних электродов - держателей, подключение которых показано на рис. 3.

9

Рис. 3. Схемы измерения сопротивлений: а- удельного объемного сопротивления; б- удельного поверхностного сопротивления. На схемах:1-измерительные электроды; 2-охранный электрод; 3-клеммы гальванометра; 4-исследуемый образец;

Удельное объемное сопротивление определяется по формуле

где - объемное сопротивление образца, определенное с помощью тераометра, Ом;

- площадь верхнего измерительного электрода, мм².

Площадь измерительного электрода

где D₁- диаметр верхнего измерительного электрода, мм.

Удельное поверхностное сопротивление определяется по формуле

где -поверхностное сопротивление образца (по

тераомметру), Ом;

10

- условное сечение электрода, мм;

- длина пути утечки, мм.

Длина пути утечки тока по поверхности диэлектрика равна ширине зазора между электродами:

где - диаметры электродов (по рис.3), мм.

Условное сечение S₂равно длине окружности диаметром

Величину условного сечения подсчитывают по формуле

Тогда

Назначение охранного кольца при измерении объемного сопротивления заключается в том, чтобы отвести все токи, замыкающиеся по поверхности диэлектрика, при изменении поверхностного сопротивления отвести токи через объем диэлектрика.