НИУ МЭИ
ИРЭ им В.А.Котельникова
Кафедра ФТЭМК
Лабораторная работа №1
«Определение удельных электрических сопротивлений твёрдых диэлектриков»
Москва
2018г.
Цель работы – ознакомление со стандартными методами измерений на постоянном токе удельного объёмного (ρv) и удельного поверхностного (ρs) сопротивлений твёрдых диэлектриков. Определение температурных зависимостей ρv(Т) и ρs(Т).
Рис. 1.1. Схема измерения обьёмного Rv (а) и поверхностного Rs (б) сопротивлений образца на постоянном токе.
Обозначения:
ИО – испытуемый образец,
ИЭ – измерительный электрод,
ВЭ – высоковольтный электрод,
ОЭ – охранный электрод.
Расчетные формулы
ρs=Rs*b/l=Rs* π(D1+D2)/(D2-D1) –удельное поверхностное сопротивление [Ом]
b= π(D1+D2)/2
l=(D2-D1)/2
D=(D1+D2)/2 – усредненное поперечное сечение [Ом]
ρv =Rv* πD2/4h – удельное объемное сопротивление [Ом*м]
R-сопротивление образца [Ом]
h – толщина образца [м]
D – диаметр электрода [м]
l – длина, по которому протекает ток [м]
b – ширина площадки, по которой протекает ток [м2]
γv=γv,o*exp(-E/kT) – удельная объёмная проводимость [1/Ом*м]
T – температура [К]
Е – энергия активации [Дж]
k-постоянная Больцмана [эВ/К]
γs – удельная поверхностная проводимость [1/Ом*м]
γv,o – предэкспоненциальный множитель
D1 = 75 мм
D2 = 79 мм
D3 = 100 мм
h = 1 мм
D = 77 мм
Образец – полиамид с включением углерода
Таблица результатов измерений
1)Нагревание
t,Co |
Rv(Ом) |
Rs(Ом) |
ρs(Ом) |
ρv(Ом*м) |
20 |
325 |
326 |
39430 |
1513 |
30 |
360 |
362 |
43784 |
1676 |
40 |
370 |
370 |
44752 |
1723 |
50 |
415 |
414 |
50074 |
1932 |
60 |
450 |
446 |
53944 |
2095 |
70 |
490 |
492 |
59508 |
2282 |
80 |
565 |
567 |
68579 |
2631 |
90 |
690 |
690 |
83456 |
3213 |
1. ρs=326* π(75+79)/(79-75)=39430 1. ρv=325*( π*772*10-3)/(4*1)=1513
2. ρs=43784 2. ρv=1676
3. ρs=44752 3. ρv=1723
4. ρs=50074 4. ρv=1932
5. ρs=53944 5. ρv=2095
6. ρs=59508 6. ρv=2282
7. ρs=68579 7. ρv=2631
8. ρs=83456 8. ρv=3213
Перевод градусов в кельвины
1. 20+273=293 4. 50+273=323 7. 80+273=353
2. 30+273=303 5. 60+273=333 8. 90+273=363
3. 40+273=313 6. 70+273=343
Графики для ρv(т) и ρs(т)
2)Охлаждение
t,Co |
Rv(Ом) |
Rs(Ом) |
ρs(Ом) |
ρv(Ом*м) |
90 |
850 |
850 |
102809 |
3958 |
80 |
790 |
790 |
95552 |
3679 |
70 |
740 |
735 |
88899 |
3446 |
60 |
709 |
705 |
85271 |
3302 |
50 |
690 |
680 |
82247 |
3213 |
40 |
610 |
600 |
72571 |
2841 |
30 |
520 |
517 |
62532 |
2421 |
20 |
380 |
370 |
44752 |
1770 |
1.ρs=850* π(75+79)/(79-75)= 102809 1. ρv=850* (π*772*10-3)/(4*1)= 3958
2. ρs=95552 2. ρv=3679
3. ρs= 88899 3. ρv =3446
4. ρs=85271 4. ρv=3302
5. ρs=82247 5. ρv=3213
6. ρs=72571 6. ρv=2841
7. ρs=62532 7. ρv=2421
8. ρs=44752 8. ρv=1770