Лабораторная работа № 2
Исследование относительной диэлектрической проницаемости изоляционных
материалов.
Цель работы:
Ознакомится с одним из методов измерения и расчёта относительной диэлектри-ческой проницаемости, провести сравнительную оценку полярности исследуемых
диэлектрических материалов, определить их состав.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ:
1. Измерение ёмкости образцов диэлектриков.
2. Измерение размеров, расчёт площади электродов.
3. Расчёт относительной диэлектрической проницаемости.
4. Расчёт величины заряда на поверхности диэлектриков.
5. Сравнительная оценка полярности испытуемых образцов и принадлежность
их к органике или неорганике.
Таблица 1
N. |
Материал диэлектрика. |
d, м |
a, м |
в, м |
S, м |
e |
C, ф |
Q, Кл |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
1 |
Полиэтилен матовый. |
6,2*10-4 |
8,3*10-2 |
4*10-2 |
3,32*10-3 |
2,532 |
1,2*10-10 |
6*10-10 |
2 |
Лакоткань. |
9*10-5 |
5,3*10-2 |
2,7*10-2 |
1,28*10-3 |
6,67 |
8,36*10-10 |
4,18*10-9 |
3 |
Полистирол. |
3*10-5 |
4,1*10-2 |
5,3*10-2 |
2,17*10-3 |
3,28 |
2,1*10-10 |
1,05*10-8 |
4 |
Фторопласт-4. |
5*10-5 |
4*10-2 |
5,4*10-2 |
2,16*10-3 |
2,77 |
1,06*10-10 |
5.3*10-9 |
5 |
Слюда. |
3,3*10-4 |
6*10-2 |
4*10-2 |
2,4*10-3 |
5,7 |
3,7*10-10 |
1,85*10-9 |
6 |
Стеклотекстолит. |
1*10-3 |
4*10-2 |
4,3*10-2 |
2,82*10-3 |
6,3 |
1,59*10-10 |
7,95*10-10 |
7 |
Пластик. |
7,3*10-4 |
4*10-2 |
4,3*10-2 |
1,72*10-3 |
7,678 |
9,34*10-11 |
4,67*10-10 |
8 |
Керамика(кр). |
1*10-3 |
4,2*10-2 |
4*10-2 |
1,68*10-3 |
16 |
2,39*10-10 |
1,2*10-8 |
9 |
Конденсаторная бумага. |
3,2*10-5 |
7,2*10-2 |
4,2*10-2 |
3,02*10-3 |
4,66 |
3,9*10-9 |
1,95*10-8 |
10 |
Полиэтилен прозрачный. |
1,1*10-4 |
5*10-2 |
3,8*10-2 |
1,9*10-3 |
2,616 |
4*10-10 |
2*10-9 |
11 |
Текстолит. |
1,42*10-3 |
5,1*10-2 |
3,9*10-2 |
1,99*10-3 |
7,6 |
9,4*10-11 |
4,7*10-10 |
Измеряем ёмкость каждого из образцов диэлектриков, результаты измерений за-носим в графу 8 таблицы 1.
Измеряем линейные размеры(толщина-d; длина-а; широта-в) каждого из пред-ставленных образцов и заносим полученные данные в графы 4, 5, 6 таблицы 1.
Расчитываем относительную диэлектрическую проницаемость e каждого образ-
ца по формуле:
Þ
где e0- абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума:
e0=8,85*10-12 ф/м,
S- площадь электрода, м2,
d- толщина диэлектрика,
Для образца под № 1 (полиэтилен матовый) e равняется
Значение e для других образцов диэлектриков находится аналогично, получен-
ные числа заносим в графу 7 таблицы 1.
Вычисляем величину заряда на каждом из образцов по формуле:
Q= C*U
где U- напряжение приложенного к диэлектрику электрического поля, U=5 В.
Для образца под № 1 (полиэтилен матовый) U равняется
U= 1,2*10-10*5= 6*10-10
Значение U для других образцов диэлектриков находится аналогично, получен-
ные числа заносим в графу 9 таблицы 1.
Сопоставляя значения e для различных образцов диэлектрических материалов,
приведённых в таблице 1, можно сделать вывод что материалы под номерами 1,
3, 4, 10 являются нейтральными диэлектриками , так как их диэлектричесая про ницаемость мала e=2,532¸3,27. Диэлектрикам данного типа свойственен элект-
ронный тип поляризации, происходящий мгновенно, упруго, без потерь и ли-
нейно. Все остальные диэлектрические материалы представляют собой поляр-
ные диэлектрики, e их больше, чем у нейтральных и колеблется для образцов,
представленных в таблице 1 в пределах e= 4,66 ¸16. Диэлектрикам данного ти-
па свойственен дипольно-релаксационный тип поляризации, проходящий не
мгновенно, не упруго, но линейно.
Взависимости от химического состава представленные образцы можно разде-
ить на органические:
а) Пластмассы (образцы № 1, 3, 10 – полиэтилен и полистирол);
б) Слоистые пластики (образцы № 7, 11- пластик и текстолит);
в) Лакоткани (образец № 2- лакоткань);
г)Фторорганические (образец № 4- фторопласт-4);
д) Конденсаторная бумага (образец №9).
А также на неорганические:
а) Керамика (образец № 8- керамика);
б) Слюда (образец № 5- слюда).
в) Слоистые пластики (образец №6- стеклотекстолит)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.