Удельное объемное электрическое сопротивление (ρv, Ом · м) — сопротивление между электродами, приложенными к противоположным граням единичного куба данного полимерного материала. Значение для пластмасс изменяется в широких пределах от 108 до 1019 Ом · м.
Удельное поверхностное электрическое сопротивление (ρs, Ом) – сопротивление между противоположными сторонами единичного квадрата на поверхности полимерного образца Значение в значительной мере зависит от условий испытания. При 20 °С и относительной влажности воздуха 60% значение ρs для полимеров составляет от 108 до 1012 Ом. В сухой атмосфере и в отсутствие загрязнений величина ρs может значительно превышать ρv.
Диэлектрическая проницаемость (ε´) – отношение ёмкости электрического конденсатора С, заполненного полимерным материалом, к ёмкости того же конденсатора С0, между обкладками которого вакуум.
Для полярных полимеров ε´ меняется в широких пределах: от 4,0 до 80. Величина диэлектрической проницаемости определяется строением полимера и зависит также от частоты приложенного поля и температуры.
Диэлектрические потери ε´´ представляют собой часть энергии внешнего электромагнитного поля, которая необратимо рассеивается в полимере. Вследствие рассеяния энергии наблюдается сдвиг фаз между вектором приложенного напряжения и вектором силы тока, возникающего в полимерном образце. Величину сдвига фаз определяют значением угла диэлектрических потерь δ. При этом величина коэффициента диэлектрических потерь ε´´ определяется из формулы
ε´´ = ε´ · tg δ,
где tg δ – тангенс угла диэлектрических потерь.
Задание: ознакомиться с методикой и принципами испытаний электрических свойств пластмасс; измерить диэлектрическую проницаемость и тангенс диэлектрических потерь образцов.
Ход испытаний: для измерения ε´ и tg δ в данной работе использовался метод оценки добротности. Под добротностью колебательной системы понимают отношение энергии, запасённой в колебательной системе, к энергии, теряемой системой вследствие её рассеяния за один период колебаний. Значение добротности, определяемое не приборах Q – метрах, связано с линейной зависимостью с собственной частотой исследуемого материала, ёмкостью и омическим сопротивлением системы. Все эти величины являются определяющими для ε´ и tg δ.
При выполнении работы использовали прибор, блок-схема и измерительная схема которого изображены на Рис. 1 и Рис. 2.
Рис. 1 Блок-схема установки для измерения диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь полимеров
 |
Рис. 2 Измерительная схема для измерения ε´ и tg δ
Для измерений использовали образцы в виде дисков диаметром 50 мм и толщиной 1-4 мм.
Для вычисления искомых величин применялись следующие формулы:
 |
где h – толщина образца, D – диаметр.
Результаты расчётов занесли в таблицу:
|
Образец |
Опытные значения |
Табличные значения |
||
|
ε´ |
tg δ |
ε´ |
tg δ |
|
|
ПЭНП |
1,82 |
4,90 · 10-3 |
2,2 |
2,3 · 10-4 |
|
ЭС |
5,76 |
1,20 · 10-2 |
3,5 – 5,0 |
0,003 |
|
ПП |
1,39 |
9,33 · 10-4 |
2,2 |
3,4 · 10-4 |
|
МФС |
6,20 |
1,24 · 10-3 |
5 – 9 |
0,01 |
|
ПВХ |
2,60 |
2,96 · 10-4 |
3,25 |
0,02 |
Выводы: ознакомились с методикой и принципами испытаний электрических свойств пластмасс; определили диэлектрическую проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь, полученные данные были упорядочены в итоговой таблице и на графике, которые позволяют получить наглядное представление об электрических свойствах различных пластмасс и отследить некоторые закономерности их изменения.
Санкт-Петербургский государственный технологический институт
(технический университет)
Кафедра химической
технологии пластмасс Факультет IV
Курс 4
Группа 494
Химия и физика высокомолекулярных соединений
Лабораторная работа по теме:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.