Графики для ρv(т) и ρs(т)

Логарифмические зависимости ln ρv(t) и ln ρs(t)

1)Нагревание 2)Охлаждение

Т, К	ln ρv(T)	ln ρs(T)	Т, К	ln ρv(T)	ln ρs(T)
293	7.3	10.6	363	8.3	11.5
303	7.4	10.7	353	8.2	11.5
313	7.5	10.7	343	8.1	11.4
323	7.6	10.8	333	8.1	11.4
333	7.6	10.9	323	8.1	11.3
343	7.7	11	313	8	11.2
353	7.9	11.1	303	7.8	11
363	8.1	11.3	293	7.5	10.7

Графики ln ρv(t) и ln ρs(t)

1)Нагревание

2)Охлаждение

Вывод: при помощи специального измерительного прибора, удалось измерить на постоянном токе объёмное (R_v) и поверхностное (R_s) сопротивления твёрдых диэлектриков. Эксперимент провели в две стадии:1)Повышение температуры в термокамере (с 20 ^oС до 80 ^oС ); 2)Понижение температуры в термокамере (с 80 ^oС до 20 ^oС ). При помощи известных формул высчитали значения удельных объёмных (ρ_v) и удельных поверхностных (ρ_s) сопротивлений. Из графиков удельных сопротивлений от температуры видно, что зависимость сопротивления от температуры квадратичная. Графики логарифмов от удельных сопротивлений ведут себя точно также. Различие графиков охлаждения и нагревания объясняется тем, что полиамид является эффективным теплоизолятором, поэтому теплопередача с окружающей средой осуществляется медленно, следовательно, сопротивление при охлаждении выше, чем при нагревании.

Контрольные вопросы

1. Физическая сущность объемной электропроводности твердых диэлектриков. Электропроводность твердых тел обуславливается как перемещением ионов самого диэлектрика, так и ионов случайных примесей, а у некоторых материалов может быть вызвана наличием свободных электронов. В твердых диэлектриках ионного строения электропроводность обусловлена главным образом перемещением ионов, которые вырываются из решетки под влиянием флюктуаций теплового движения. При низких температурах передвигаются слабо закрепленные ионы, в частности ионы примесей. При высоких температурах двигаются ионы кристаллической решетки. В диэлектриках с атомными или молекулярными решетками электропроводность зависит от наличия примесей. В каждом частном случае при решении вопроса о механизме электропроводности используют данные об энергии активации носителей зарядов. Собственная электропроводность твердых тел и изменение ее в зависимости от температуры определяются структурой вещества и его составом. В телах кристаллического строения с ионными решетками электропроводность связана с валентностью ионов. Кристаллы с одновалентными ионами имеют большую удельную проводимость, чем кристаллы с многовалентными ионами

2. очень мало свободных заряженных частиц – электронов и ионов. Концентрация свободных носителей заряда в диэлектрике не превышает 10⁸ см⁻³

3. Вопрос. В чем состоит природа сквозного тока (тока утечки)?

Ответ. Сквозной ток — I_скв (ток утечки) протекает по диэлектрику под воздействием постоянного напряжения и обусловлен наличием в диэлектриках свободных носителей заряда.

Вопрос. В чем состоит природа тока смещения?

Ответ. Ток смещения  обусловлен быстрыми видами поляризации и возникает в диэлектрике в момент включения постоянного электрического поля.

Вопрос. В чем состоит природа тока абсорбции?

Ответ. Ток абсорбции  обусловлен активными составляющими токов, связанных с установлением замедленных (релаксационных) поляризаций.

4. Объемное удельное сопротивление (Ом*см) - способность пропускать электрический ток через его объем - измеряется путем приложения потенциала напряжения на противоположных сторонах образца диэлектрика и измерения результирующего тока через образец.

Объемное удельное сопротивление определяется как электрическое сопротивление с помощью куба из диэлектрического материала.

Поверхностное сопротивление (Ом/квадрат) - способность пропускать электрический ток по поверхности диэлектрика - определяется как электрическое сопротивление поверхности диэлектрического материала. Измерение происходит от электрода к электроду вдоль поверхности образца диэлектрика. Так как длина поверхности фиксированная, то измерение не зависит от физических размеров (т.е. толщины и диаметра) образца диэлектрика. 

5.С увеличением температуры увеличивается удельное сопротивление.

6. Вопрос. От каких факторов зависит удельное поверхностное сопротивление диэлектриков?

Ответ. Удельное поверхностное сопротивление диэлектриков зависит от природы диэлектрика, температуры, влажности, приложенного напряжения.

7.Включаем прибор и начинаем изменять температуру в термокамере. При нужном значении температуры ,снимаем показания с мультиметра. После чего проводим измерения удельных сопротивлений (при заданных значениях поперечного сечения (D), толщины образца (h)).

8.    Стеклотекстолит представляет собой материал, состоящий из нескольких слоев стеклоткани, которые в свою очередь пропитаны полимерной термореактивной смолой и склеены между собой под высоким давлением. Стеклотекстолит можно подразделить на два вида: конструкционный и электротехнический.

Стеклотекстолит это отличный композиционный пластик, который обладает самыми высокими диэлектрическими и механическими показателями среди пластмасс, отличается высокой стойкостью к действию внешней среды, влагостойкостью и долговечностью (может находиться в эксплуатации в течении 20 лет). На сегодняшний день стеклотекстолит нашел свое применение в различных отраслях народного хозяйства.

Следует помнить, что стеклотекстолит не является токсичным материалом и не взрывоопасен. Однако в процессе обработки материала в воздух выделяется стеклянная пыль, поэтому помещение, где обрабатывается данный материал должно быть оснащено вентиляцией.

Гетинакс является слоистым материалом, который был получен путем горячего прессования бумаги, пропитанной теплореактивной смолой. Различают несколько видов гетинакса: гетинакс марки I, гетинакс марки V, гетинакс марки ЛГ. Все эти виды обладают высокими электроизоляционными показателями.

Гетинакс марки I производится на основе фенолформальдегидной смолы. Данный вид гетинакса имеет высокие механические свойства, и в связи с этим хорошо поддается обработке. Отличается высокой водостойкостью. Используется в низковольтной технике, и для работы на воздухе.  Гетинакс марки V производится на основе эпоксидной и фенолформальдегидной смолы. Обладает такими же характеристиками, как и гетинакс марки I, и высокой электроизоляцией. Применяется как электроизоляционный материал в условиях нормальной относительной влажности воздуха.  Гетинакс марки ЛГ представляет собой ламинарный брикетированный материал, в состав которого входит, несколько слоев полиэфирной бумаги. Данный материал применяется в качестве электроизолирующего материала при суровых внешних условиях.

Асбестоцемент — огнестойкий материал, состоящий из цемента с внедрением асбестовых волокон. Наличие в структуре волокон асбеста выполняет несущую роль и именно его наличие способствует повышению огнестойкости.

Лакоткань — гибкий электроизоляционный материал. Изготавливается из ткани, пропитанной лаком. Используется в качестве электроизоляционного материала.

Тканевую основу лакоткани можно разделить на несколько видов: хлопчатобумажную; капроновую; шёлковую; стеклянную (стеклоткани).

Лак, которым пропитывают тканевые основы, после отвердевания образует на лакоткани гибкую плёнку, которая обеспечивает материалу высокие электроизоляционные свойства. Тканевая же основа обеспечивает лакоткани механическую прочность. Лакоткани находят широкое применение в качестве пазовой и межвитковой изоляции в электрических машинах низкого напряжения, а также в трансформаторах *. Кроме того, лакоткани применяют для наружной изоляции катушек и отдельных групп проводов (жгуты) в электрических аппаратах и приборах. В большинстве случаев лакоткани используются в виде лент, вырезаемых из лакоткани под углом 45° по отношению к ее основе. Такие лакотканые ленты обеспечивают наибольшую эластичность, что даёт возможность произолировать ими лобовые части обмоток и соединения фасонного профиля.

ρ_s=R_s*b/l=R_s* π(D₁+D₂)/D₂-D₁ ρ_v =R_v* πD²/4h