4. Порядок выполнения работы

4.1. Включите куметр Е9-3 и дайте ему прогреться в течение 10 мин.

4.2. Ручкой "ЧАСТОТА" куметра установите частоту генератора 10 кГц.

4.3. Установить все три ручки. декад магазина емкостей "ЕМКОСТЬх100" в нулевое положение.

4.4. Переключатель "ШКАЛЫ Q "поставить в положение "100" постоянно.

4.5. Ручкой "УСТАНОВКА ЭТАЛОННОГО НАПРЯЖЕНИЯ" по индикатору входного напряжения установите эталонное напряжение 50 т V.

4.6. Соединить зажимы L_хстенда с зажимамиLкуметра и ручкой плавной настройки емкости "ЕМКОСТЬ" уста­новить емкость внутреннего конденсатора 120pF.

4.7. Подстраивая контур в резонанс правой ручкой магазина емкости добиться максимального значения добротности Q(при дальнейшем увеличении емкости добротность уменьшается). Если при этом индикаторQбудет перегружаться (зашкали­вать стрелка), то уменьшая его чувствительность, перейти со шкалы, например 30, на шкалу 100 и т.д. Показания магазина емкости для этой ручки умножают на 100. Если значения емкости меньше резонансной, то используют вторую ручку (умножая значения на 1000) и т.д.

4.8. Добившись максимального значения Q, спомощью магазина емкости, производят более точную настройку емкости, используя ручку "ЕМКОСТЬ" и также добиваются максимумаQ . Величина резонансной емкости равна сумме показаний магазина емкости и шкалы точной настройки емкости. Зафиксируйте значе­ниеQ₁иС₁ .

4.9. К резонансному контуру подключите измеряемую емкость (к зажимам куметра присоединить электроды-держатели с установленным диэлектриком). Опять настройте контур в резо­нанс, добившись максимального значения Q.Зафиксируйте значенияС₂иQ₂.

4.10. Определите значения tgи.

4.11. Исследования провести для шести образцов для трех различных частот: f= 10, 13, 16 кГц.

4.12. Определите значение tgидля заданной частоты по формулам

где С₁ -емкость внутреннего конденсатора, Ф;

Се -емкость испытуемого конденсатора, Ф;

- диэлектрическая постоянная, 8,85^.IO^-12Ф/м;

h -толщина образца, м;

S -площадь электрода (образца), м².

Результаты измерений занесите в табл. 3.

Таблица 3

Материал	С1 Ф	Q1	С2 Ф	Q2	f кГц	hм	S, м2

4.13. По полученным данным постройте зависимости tg=f (), =f ()

Лабораторная работа №5

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОБОЯ ДИЭЛЕКТРИКОВ

1.Цель работы

Изучить электрическую прочность газообразных и жидких диэлектриков, влияние различных факторов на прочность диэлектриков.

2. Теоретические пояснения

При прохождении диэлектрика в электрическом поле он может потерять свои диэлектрические свойства, если напряженность электрического поля превысит некоторое критическое значение. Это явление носит название пробоя диэлектрика. Значение напряжения, при котором происходит пробой диэлектрика, называется пробивным напряжением U_пр, а соответствующее значение напряженности поля – электрической прочностью диэлектрикаU_пр.

Электрическая прочность U_прв кВ/м определяется как отношение пробивного напряжения к толщине диэлектрика в месте пробоя,

E_пр = U_пр / h,

где U_пр- пробивное напряжение, кВ;

h– толщина диэлектрика, м.

Пробой газов обусловлен явлением ударной и фоновой ионизации. Пробой жидких диэлектриков происходит в результате ионизационных и тепловых процессов. Одним из главных факторов, способствующих пробою жидкости, является наличие посторонних примесей (влага и т.д.). Пробой твердых диэлектриков может быть вызван электрическими или тепловыми процессами, возникающими под действием электрического поля.

Пробой газов – явление чисто электрическое, поэтому все численные данные относятся к максимальным (амплитудным) значениям напряжения. Поскольку в разрушении жидких и твердых диэлектриков существенную роль играют тепловые процессы, то в случае переменного напряжения численные значения пробивного напряжения относятся к действующим (эффективным) значениям.

Исследования электрической прочности диэлектриков проводятся с помощью установки АИИ-70 (аппарат испытания изоляции, максимальное напряжение 70 кВ).

АИИ-70 включает в себя (рис.12) регулировочный автотрансформатор АТ, повышающий трансформатор ТР, автоматический выключатель А, сигнальные лампы ЛК и ЛЗ, блок- контакты БК, ограничительный резистор R.

Рис. 12. Схема установки АИИ-70

При пробое диэлектрика, вследствие короткого замыкания, автоматический выключатель отключит установку.

Для проведения исследования электрической прочности газообразных диэлектриков применяются электроды различной конфигурации. Промежуток между двумя шарами является классическим примером однородного поля, если отношение расстояния между шарами к их диаметру не превышает 0.5.

Промежутки игла-плоскость, игла-игла являются классическим примером резко неоднородного поля. Такие поля характерны для всех практических изоляционных конструкций.

Испытание жидких диэлектриков проводится в специальной фарфоровой ванне между плоскими закругленными электродами, расположенными на расстоянии 2.5 мм друг от друга.