5 Вказівки до виконання лабораторної роботи

5.1 Скласти схему (Рисунок 3) для вимірювання об'ємного електричного опору R_V і підключити зразок діелектрика. Виконати попереднє регулювання пристрою за інструкцією. Виміряти величину питомого об'ємного опору представлених діелектриків.

5.2 Скласти схему (Рисунок 4) для вимірювання поверхневого електричного опору R_s, підключити зразок діелектрика. Виміряти R_S для вказаних зразків діелектриків.

5.3 Скласти схему (Рисунок 5) для вимірювання поверхневого електричного опору R_S, підключити зразок діелектрика.

5.4 Підрахувати величини питомих опорів зразків. Дані досліджень і розрахунків занести в таблиці 10, 11, 12.

Таблиця 10 – Дані розрахунків питомого об’ємного опору

Матеріал дослідного зразку	d1, м	d2, м	d, м	h, м	RV Ом	V, Омм

Таблиця 11 – Дані розрахунків питомого поверхневого опору

Матеріал дослідного зразку	d1, м	d2, м	RS Ом	S, Ом

Таблиця 12 – Дані розрахунків питомого поверхневого опору ізоляції

Матеріал дослідного зразку	l1, м	l2, м		Rпр, Ом	Rз, м	RS м	S, Омм

6 Вказівки із оформлення звіту

Зміст повинен містити:

6.1 Схеми експериментальних установок.

6.2 Таблиці експериментальних даних.

6.3 Опис електроізоляційних матеріалів, з яких виготовлені дослідні зразки.

6.4 Відповіді на контрольні запитання.

7 Контрольні запитання

7.1 Чому у твердих діелектриків розрізняють об'ємний і поверхневий електричні опори?

7.2 В яких одиницях виміряють питомий об'ємний і питомий поверхневий електричні опори?

7.3 За якими формулами визначають питомий об'ємний і питомий поверхневий електричні опори ?

7.4 Як і чому змінюються величини опору при зміні вологості і температури зразка діелектрика?

7.5 Назвіть основні групи твердих ізоляційних матеріалів.

6. Як визначається повний опір твердого діелектрика?

7. Дайте визначення об’ємної електропровідності?

8. Дайте визначення поверхневої електропровідності?

9. Від яких факторів залежить поверхнева і об’ємна електропровідності?

Лабораторна робота № 4

Тема: “Визначення діелектричної проникності і тангенса кута діелектричних втрат твердих діелектриків”

1 Мета роботи

1. Закріпити поняття діелектричних властивостей твердих електроізоляційних матеріалів: діелектрична проникність, тангенс кута діелектричних втрат.

2. Визначити діелектричну проникність і тангенс кута діелектричних втрат твердих діелектриків.

1. Програма роботи

2.1 Вивчити методику визначення діелектричної проникності  і тангенса кута діелектричних втрат tg δ твердих діелектриків.

2.2 Визначити діелектричну проникність  і тангенс кута діелектричних втрат tg δ дослідних зразків.

3. Вказівки із підготовки до лабораторної роботи

При підготовці до лабораторної роботи необхідно:

1. Вивчити теоретичний матеріал [2. с. 49-66; 3. с. 149-166; 5.с.116-123].

2. Дати відповіді на контрольні запитання.

1. Загальні відомості

Діелектричну проникність визначають відношенням абсолютної діелектричної проникності речовини _а до електричної сталої _о.

Вимірювання виконують на плоских зразках твердих діелектриків, зразки мають такі ж розміри як і для вимірювання питомого опору. Застосування плоских зразків та електродів дає змогу використовувати формулу ємності плоского конденсатора по відношенню до плоских діелектриків.

Значення  дослідного діелектрика визначають, використовуючи для вимірювання плоскі зразки діелектрика, за формулою

(27)

де С_х – ємність зразку, пФ;

h – товщина діелектрика, м;

d – діаметр вимірювального електрода, м.

При виконанні досліджень зразок діелектрика представляють еквівалентною схемою (Рисунок 6).

U

Рисунок 6 - Еквівалентна схема діелектрика

При роботі під змінною напругою у діелектрика виникають значні втрати енергії. Діелектричні втрати пропорційні квадрату прикладеної напруги, кутовій частоті, ємності діелектрика і тангенсу кута діелектричних втрат.

Діелектричні втрати визначають за формулою

Р_а = UI_p tg , (28)

де U – прикладена напруга, В;

I_p –ємнісний струм, А;

tg - тангенс кута діелектричних втрат.

При випробуваннях використовують вимірювальний пристрій контактної системи, яка має три електроди: вимірювальний, високовольтний, охоронний. Відрізок часу до закінчення вимірювання повинен бути не більше 3 хв. після включення зразка під напругу.

Тангенсом кута діелектричних втрат називають відношення активної складової струму I_a, яка протікає через діелектрик при прикладенні змінної напруги, до його ємнісної складової I_C.

Тангенс кута діелектричних втрат визначають за формулою

. (29)

З достатньою для практики точністю для кутів  < 20 іноді використовують схему вимірювання tg за допомогою ватметра, вольтметра і амперметра. При цьому використовують співвідношення

. (30)

Рисунок 7 - Схема визначення tg дослідного зразку

Ємність діелектрика визначають за формулою

. (31)

Для визначення втрат у діелектриках застосовують міст змінного струму, використовуючи схему з паралельним включенням С₂ і R₂ .

Рисунок 8 - Схема електрична принципова моста для вимірювання ємності і кута втрат електроізоляційних матеріалів.

Кут втрат  для вимірюваного зразка С_х, який показаний через tg, при паралельному з’єднанні ємності і резистора визначають за формулою

. (32)