Исследование поляризации диэлектриков и диэлектрических потерь

САНКТ−ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра электрической изоляции,

кабелей и конденсаторов

ОТЧЕТ

о лабораторной работе № 2

«Исследование поляризации диэлектриков и диэлектрических потерь»

Работу выполнили студенты группы 3022/1     

Соболев Б. С.

Сморгонский А. В.

           Дементьев М. М.

Работу приняла преподаватель

Санкт-Петербург, 2005 г.

1.Цели работы:

-  ознакомится с методом определения предела механической прочности на разрыв бумажных диэлектриков

2. Расчетные формулы:

ε’=С_xh/(ε_oS)       tgδ_x=C₁ΔQ/(C_xQ₁Q₂)       ε’’=ε’tgδ_x

 

3.Таблицы с экспериментальными и расчетными данными:

Определение диэлектрических параметров твердых электроизоляционных материалов f=60кГц

Наим. материала	Q1	C1,пФ	Q2	C2,пФ	Cx,пФ	D, мм	h,мм	ε’	tgδx	ε’’	S,квмм
Полиэтилен	88	262	84	244,4	17,6	23	1,07	5,12	0,0081	0,04126	415,47
Поливинилхлорид	88	262	43	181	81	45	0,62	3,57	0,0385	0,13724	1590,4
Слюда	88	262	40	28,2	233,8	40	0,2	4,20	0,0153	0,06425	1256,6
Радиокерамика	88	262	45	182,5	79,5	45	2	11,30	0,0018	0,02015	1590,4

Определение зависимости диэлектрических параметров от частоты:

  f=600 КГц

Наим. материала	Q1	C1,пФ	Q2	C2,пФ	Cx,пФ	D, мм	h,мм	ε’	tgδx	ε’’	S,квмм
Полиэтилен	131	265,7	130	250	15,7	23	1,07	4,57	0,0010	0,00454	415,47
Поливинилхлорид	131	265,7	67	192,2	73,5	45	0,62	3,24	0,0264	0,08534	1590,4

f=800 КГц

Наим. материала	Q1	C1,пФ	Q2	C2,пФ	Cx,пФ	D, мм	h,мм	ε’	tgδx	ε’’	S,квмм
Полиэтилен	160	137,5	158	123	14,4	23	1,07	4,19	0,0008	0,00316	415,47
Поливинилхлорид	160	137,5	54	68,6	68,8	45	0,62	3,03	0,0245	0,07425	1590,4

f=1000 КГц

Наим. материала	Q1	C1,пФ	Q2	C2,пФ	Cx,пФ	D, мм	h,мм	ε’	tgδx	ε’’	S,квмм
Полиэтилен	180	86,3	176	71,3	15	23	1,07	4,37	0,0007	0,00317	415,47
Поливинилхлорид	180	86,3				45	0,62				1590,4

f=2000КГц

Наим. материала	Q1	C1,пФ	Q2	C2,пФ	Cx,пФ	D, мм	h,мм	ε’	tgδx	ε’’	S,квмм
Полиэтилен	160	228,3	159	213	15,3	23	1,07	4,45	0,0006	0,00261	415,47
Поливинилхлорид	160	228,3	74	156	72,3	45	0,62	3,18	0,0229	0,07304	1590,4

Графики: 

1.Для полиэтилена

2. Для поливинилхлорида

Выводы:  

 1. Полученные значения  ε’, tgδ_x для полиэтилена обусловлены его строением, а соответственно и типом поляризации – электронным (представляет собой упругое смещение и деформацию электронных оболочек атомов, молекул и ионов), величина ε’ вещества с чисто электронной поляризацией равна квадрату показателя преломления света ν, она практически не зависит от частоты в интервале 0-Гц, и не связана с потерями энергии поля. Время установления составляет с.

2. Для слюды и керамики характерна ионная поляризация, связанная с упругим смещением ионов, ее величина от 4 до 30, как и электронная, она не зависит от частоты в интервале 0-Гц и не связана с потерей энергии. Время установления ионной поляризации составляет с.  

3. Поливинилхлорид, относящийся к полярным полимерам, имеет дипольный тип поляризации(диполи, находящиеся в хаотичном тепловом движении, частично ориентируются под действием внешнего электрического поля). Время установления поляризации составляет  с и более. Величина относительной диэлектрической проницаемости для полярных диэлектриков обычно составляет 3-8.