2.2. Расчетные соотношения для определения tgδ и Cx

При замене испытываемого диэлектрика схемой, состоящей из параллельно включенных емкости С_x и активного сопротивления R_x ,полное сопротивление образца запишется в виде

Используя условие равновесия моста, запишем равенство напряжений на прилегающих к вершине плечах моста

…………(12)

Приравнивая вещественные и мнимые части соотношения, находим после преобразования

Выражение для угла диэлектрических потерь при параллельной схеме замещения согласно (9) в данном случае будет

(13)

для емкости испытываемого образца

(14)

При значениях tgδ_x < 0,03 множителем пренебрегают, так как вносимая погрешность < 0,1% .

В соотношении (14) R₄ - базреактивное сопротивление, равноe 3183 Ом. Диэлектрическую проницаемость вычисляют по формуле

…… (15)

где - емкость плоского конденсатора, если электроды разделяет воздух, где ε₀ = 8,86 пф/м - абсолютная диэлектрическая проницаемость в вакууме; S - площадь измерительного электрода, м²; h - толщина диэлектрика, м.

2.3. Требования безопасности труда

Установка должна быть выполнена с учетом требований к установкам высокого напряжения: испытательное поле имеет сеточное ограждение, на двери установлены блок-контакты, имеется световая сигнализация при включении питания схемы.

В мосте предусмотрены неоновые разрядники, в качестве которых применены лампы типа ТН 30 с закороченным встроенным сопротивлением. При срабатывании разрядника схема должна быть немедленно отключена от сети, после чего выясняется и устраняется причина срабатывания.

Соединительные проводники должны быть в исправном состоянии. Особенно необходимо следить за проводниками, служащими для подключения конденсаторов к зажимам С₀ и С_х, сопротивления изоляции которых должно быть не менее 10 МОм.

Особое внимание следует уделить заземлению схемы, так как от способа заземления и его выполнения зависят качество работы всей схемы и ее безопасности в эксплуатации.

Категорически запрещается: открывать двери во время эксперимента, касаться проводов, даже если они изолированы, помещать посторонние предметы внутри испытательного поля.

2.4. Оборудование и принадлежности

1. мост переменного тока схема которого приведена на рис.4;

2. автотрансформатор с плавной регулировкой;

3. вибрационный гальванометр М 501;

4. электронный усилитель;

5. система из трех измерительных электродов;

6. электростатические милливольтметр;

7. образец для испытаний;

8. штангенциркуль для измерения толщины образца, диаметра измерительного электрода и охранного электрода.

2.5. Порядок выполнения работы

1. С помощью штангенциркуля замерить толщину плоского диэлектрика и диаметры d₁ и d₂ электродов. Получить задание у преподавателя на проведение измерений; величины напряжений, количество повторений. Все эти данные занести в таблицу 1.

2. Собрать схему согласно рис.4, выполнив требования действующих правил работ с высоким напряжением.

3. Установить рукоятку регулирования усиления усилителя и рукоятку регулирования чувствительности гальванометра в положение минимума. Включить штепсельные розетки вилки питания моста, усилителя и освещения гальванометра и электрического вольтметра (автомат А). Установить регулятор чувствительности на 2-ю ступень чувствительности.

4. Установить рукоятки верхнего и среднего рядов моста, на нули.

5. Установить переключатель П в среднее положение, а рукоятку автотрансформатора - в положение, соответствующее минимуму напряжения.

6. Убедившись в том, что подключение испытываемого образца С_х выполнено правильно, включить рубильником питание схемы.

7. Плавно повышать напряжение регулировкой автотрансформатора до величины, требуемой условиями испытания, одновременно наблюдая за неоновыми разрядниками моста.

8. Установить переключатель П в положение "осн.мост" и перевести рукоятку усиления усилителя в среднее положение. Поочередным вращением рукояток декад R₃ и среднего ряда tgδ добиться равновесия, постепенно увеличивая чувствительность гальванометра и усиления усилителя до максимального значения. После получения равновесия возвратить рукоятку регулятора чувствительности гальванометра в исходное положение.

Примечание. Для успешного уравновешивания моста следует иметь в виду, что если световая шкала гальванометра стала плохо сужаться при регулировке рукоятками декад R₃ , то следует переходить к регулировке рукоятками среднего ряда. При переходе от одной рукоятки декад к другой следует возвращать ее в предыдущее положение.

9. Установить переключатель моста П в положение "экраны" и поочередным вращением сначала двух рукояток о надписью "грубо" добиться схождения световой полосы до минимума при постепенном увеличении усиления. После этого перейти на уравновешивание двумя рукоятками "тонко" до возможного минимума на гальванометре и вернуть положение регулятора чувствительности в исходное положение.

Примечание. Если уравновешивание на рукоятках с надписью "грубо" не удается - поменять полярность вилки "сеть питания"в мосте.

10. Снова повернуть переключатель в положение "осн.мост" и повторить уравновешивание согласно п. 7 этого раздела. При полном уравновешивания моста, переключение на положения "экраны" в положение "осн.мост", и обратно не должно менять равновесия.

11. Отсчитать и записать в табл. 1 значение R₃ и tgδ.

12. При после дующих значениях напряжения измерения проводить с п. 4.

Таблица 1

Результаты измерений тангенса угла диэлектрических потерь

и диэлектрической проницаемости

Наименование образца	U, В	h, м	d1, м	d2, м	S, мм2	R3, Ом	tgδ	Сx пФ	εr