ОТЧЕТЫ
Студентов _________________________________________________________________________
Курса 2 группы ______ по лабораторным работам
Отчет принял учитель: Шадриков Тимофей Евгеньевич
Лабораторная работа
“ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ДИЭЛЕКТРИКОВ, ПОЛУПРОВОДНИКОВ И ПРОВОДНИКОВ”
Цель работы: практическое ознакомление с способами определения удельных объемного и поверхностного сопротивлений диэлектриков, изучение влияния температуры на электропроводность проводников, полупроводников и диэлектриков, изучение зависимости электропроводности полупроводников от напряжённости и освещённости электрического поля.
1. Определение удельных объемного и поверхностного сопротивлений плоских образцов жёстких диэлектриков.
Рис.1. Эскиз примера жёсткого диэлектрика
Электроды из фольги, наклеенные на пример: а) сверху: 1 – центральный дисковый электрод; 2 – кольцевой электрод; б) снизу: 3 – электрод в виде квадрата либо круга диаметром не меньше d3. 4 – диэлектрик.
Рис.2. Схема измерения объемного диэлектрика: 1,2,3 – электрода; 4 – диэлектрик.
Удельное объемное сопротивление рассчитывается по формуле , где d1 – диаметр измерительного электрода (рис.1), м; h – толщина диэлектрика, м; Rv – измеренное объемное сопротивление.
Удельное поверхностное сопротивление рассчитывается по формуле , где d1 и d2 – диаметры измерительного и кольцевого электрода соответственно, м; Rs – измеренное поверхностное сопротивление. d1 = 66?10-3 м, d2 = 70?10-3 м.
Пример расчета удельного поверхностного и объемного сопротивлений (для любого из образцов):
Таблица 1. Результаты расчётов и измерений
Наименование материала | h, м | Rv, Ом | rv, Ом м | Rs, Ом | rs, Ом м |
Текстолит | |||||
Гетинакс | |||||
Лакоткань | |||||
Стекло |
2. Температурные зависимости сопротивлений диэлектрика, проводника
и полупроводника.
Таблица 2. Результаты расчётов и измерений для температурных зависимостей сопротивлений
Материал | 30°С | 40°С | 50°С | 60°С | 70°С | 80°С | |
Лакоткань | R, Ом | ||||||
aRср,°С-1 | |||||||
R/Ro | |||||||
Медь | R, Ом | ||||||
aRср,°С-1 | |||||||
R/Ro | |||||||
Терморезистор | R, Ом | ||||||
R/Ro | |||||||
Т, К | |||||||
1/Т, К-1 | |||||||
s, Ом-1 | |||||||
lns |
Рис.4. Зависимости относительного сопротивления от температуры для диэлектрика, проводника
и полупроводника а) и электропроводности от температуры для полупроводника б)
Определение энергии активации полупроводника для диапазона температур Т1-Т2 производится по формуле, Дж: Wa= эВ.
Зависимость электропроводности фоторезистора от освещенности
Рис.5.Зависимость электропроводности фоторезистора от освещенности
Таблица 3. Результаты расчётов и измерений для зависимости сопротивления фоторезистора от освещенности
U, B | |||||||
E, Люкс | |||||||
R, кОм | |||||||
s, кОм-1 |
4. Вольтампернае характеристики терморезистора, вилита и окиси цинка.
Рис.6. Электрические схемы для снятия вольтамперных черт:
для термосопротивления – а), для вилита и окиси цинка – б)
Таблица 4. Вольтамперные характеристики терморезистора
U, B | |||||||
I,мA;t=10 c | |||||||
I,мA;t=80 c |
Таблицы 5 и 6. Вольтамперные характеристики вилита и окиси цинка
Вилит
U, B | |||||||
LgU | |||||||
I, A | |||||||
LgI |
Окись цинка
U, B | |||||||
LgU | |||||||
I, A | |||||||
LgI |
Расчет коэффициента нелинейности a производится по формуле
Значения U1, U2, I1, I2 берутся по прямым отрезкам зависимостей рис.7.
Вилит: a1= , a2= .
Окись цинка: a1= , a2= ,
Рис.7. Вольтамперные характеристики вилита и окиси цинка
Лабораторная работа
“ПРОБОЙ ЖЁСТКИХ И ЖИДКИХ ДИЭЛЕКТРИКОВ”
Цель работы: практическое ознакомление с способами определения электрической прочности жёстких и жидких диэлектриков и изучение влияния на нее некоторых факторов.
Рис.1. Принципиальная схема испытательной установки
Электрическая прочность диэлектрика определяется по формуле Епр=Uпр/h, где Uпр – пробивное напряжение, кВ; h – толщина диэлектрика, мм.
1.Определение краткосрочной электрической прочности образцов жёстких
диэлектриков.
Таблица 1. Результаты расчётов и измерений.
Диэлектрик | Толщина h, мм | Пробивное напряжение, Uпр, кВ | Епр, кВ/мм | |||
Среднее | ||||||
Лакоткань | ||||||
Электрокартон | ||||||
характер и Место пробоя:
2.Определение электрической прочности лакоткани при ступенчатом подъеме напряжения.
Ступень увеличения напряжения DU= кВ.
Таблица 2. Результаты расчётов и измерений.
Время выдержки на ступени, мин | |||
Неспециализированное время выдержки под напряжением, t , мин | |||
Uпр, кВ | |||
Епр, кВ/мм |
Рис.2.Зависимость электрической прочности лакоткани от длительности приложения напряжения
Рис.3.Зависимость электрической прочности конденсаторной бумаги от числа слоев
Лабораторная работа
“ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ВОЗДУХА”
Цель работы: определение электрической прочности воздуха и изучение влияния разных факторов на пробивное напряжение и электрическую прочность воздуха для разных электродных совокупностей.
Рис.1. Электрическая схема испытательной установки
Приведение экспериментального значения среднего пробивного напряжения к обычным условиям (температура 20°С, давление 101,3 кПа) производится по формуле , где
— пробивное напряжение, приведенное к номальным условиям, кВ; — умелое значение среднего пробивного напряжения, кВ; d — относительная плотность воздуха.
, где Р – давление воздуха в лаборатории, кПа; Р= кПа; t – температура окружающей среды в лаборатории, °С; t= °С.
, где — среднее значение пробивного напряжения, измеренное вольтметром с первичной стороны испытательного трансформатора (по окончании регулировочного трансформатора РТ), В; Ктр – коэффициент изменения, принимаемый равным 500 при невключенном трансформаторе Т2, и 50 – при подключенном Т2.
Лабораторная работа
“ИЗМЕРЕНИЕ ТАНГЕНСА УГЛА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УТРАТ”
Цель работы:практическое ознакомление с способами измерения тангенса угла диэлектрических утрат при напряжении промышленной и высокой частоты.
Диэлектрическими утратами именуется электроэнергия рассеиваемая в диэлектрике в единицу времени при действии на него электрического поля и вызывающую нагрев диэлектрика.
Углом диэлектрических утрат d именуется угол, дополняющий до 90° угол сдвига фаз в емкостной цепи, рис.1.
С воздушным включением
Таблица 3.Результаты расчётов и измерений
U, B | ||||||
R3, Ом | ||||||
tgd, % | ||||||
Сх, пФ | ||||||
Р, Вт |
Рис.3.Зависимость тангенса угла диэлектрических утрат от напряжения
Рис.4.Блок-схема измерителя добротности Е9-5А
Лабораторная работа
«ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИВОЙ НАМАГНИЧИВАНИЯ
ФЕРРОМАГНИТНЫХ СЕРДЕЧНИКОВ»
Цель работы:изучить свойства магнитных материалов, экспериментально выяснить кривую намагничивания.
Ферромагнитный сердечник
Рис. 2. Кольцевой сердечник прямоугольного сечения:
d1 – внутренний диаметр; d2 – наружный диаметр;
h – высота сердечника; rc – средний радиус сердечника;
lc = ?rc = 0,5?(d2+d1) – средняя протяженность силовой линии сердечника; Sc – активное сечении сердечника
Формулы для расчета
Амплитудное значение индукции в сердечнике: .
Напряженность магнитного поля: .
Обычная магнитная проницаемость в т. А: , где mB и mH – масштабы по осям B и H; ? – угол наклона прямой, проходящей через нуль и т. А на зависимости В(Н).
Графики
Рис. 3, 4. относительной магнитной и Зависимости индуктивности проницаемости
от напряженности магнитного поля
Сердечник №4
Амплитудное значение индукции (по кривой намагничивании) В = 0,8ВS =
Число витков первичной обмотки (U1 = 220 В)
Величина намагничивающего тока
Утраты холостого хода ?Р=
Рис. 5. Зависимость утрат от индукции в сердечнике
ОТЧЕТЫ
Студентов _________________________________________________________________________
Курса 2 группы ______ по лабораторным работам
Отчет принял учитель: Шадриков Тимофей Евгеньевич
Лабораторная работа
“ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ДИЭЛЕКТРИКОВ, ПОЛУПРОВОДНИКОВ И ПРОВОДНИКОВ”
Цель работы: практическое ознакомление с способами определения удельных объемного и поверхностного сопротивлений диэлектриков, изучение влияния температуры на электропроводность проводников, полупроводников и диэлектриков, изучение зависимости электропроводности полупроводников от напряжённости и освещённости электрического поля.
1. Определение удельных объемного и поверхностного сопротивлений плоских образцов жёстких диэлектриков.
Рис.1. Эскиз примера жёсткого диэлектрика
Электроды из фольги, наклеенные на пример: а) сверху: 1 – центральный дисковый электрод; 2 – кольцевой электрод; б) снизу: 3 – электрод в виде квадрата либо круга диаметром не меньше d3. 4 – диэлектрик.
Рис.2. Схема измерения объемного диэлектрика: 1,2,3 – электрода; 4 – диэлектрик.
Удельное объемное сопротивление рассчитывается по формуле , где d1 – диаметр измерительного электрода (рис.1), м; h – толщина диэлектрика, м; Rv – измеренное объемное сопротивление.
Удельное поверхностное сопротивление рассчитывается по формуле , где d1 и d2 – диаметры измерительного и кольцевого электрода соответственно, м; Rs – измеренное поверхностное сопротивление. d1 = 66?10-3 м, d2 = 70?10-3 м.
Пример расчета удельного поверхностного и объемного сопротивлений (для любого из образцов):
Таблица 1. Результаты расчётов и измерений
Наименование материала | h, м | Rv, Ом | rv, Ом м | Rs, Ом | rs, Ом м |
Текстолит | |||||
Гетинакс | |||||
Лакоткань | |||||
Стекло |
2. Температурные зависимости сопротивлений диэлектрика, проводника
и полупроводника.
Таблица 2. Результаты расчётов и измерений для температурных зависимостей сопротивлений
Материал | 30°С | 40°С | 50°С | 60°С | 70°С | 80°С | |
Лакоткань | R, Ом | ||||||
aRср,°С-1 | |||||||
R/Ro | |||||||
Медь | R, Ом | ||||||
aRср,°С-1 | |||||||
R/Ro | |||||||
Терморезистор | R, Ом | ||||||
R/Ro | |||||||
Т, К | |||||||
1/Т, К-1 | |||||||
s, Ом-1 | |||||||
lns |
Рис.4. Зависимости относительного сопротивления от температуры для диэлектрика, проводника
и полупроводника а) и электропроводности от температуры для полупроводника б)
Определение энергии активации полупроводника для диапазона температур Т1-Т2 производится по формуле, Дж: Wa= эВ.
Зависимость электропроводности фоторезистора от освещенности
Рис.5.Зависимость электропроводности фоторезистора от освещенности
Таблица 3. Результаты расчётов и измерений для зависимости сопротивления фоторезистора от освещенности
U, B | |||||||
E, Люкс | |||||||
R, кОм | |||||||
s, кОм-1 |
4. Вольтампернае характеристики терморезистора, вилита и окиси цинка.
Рис.6. Электрические схемы для снятия вольтамперных черт:
для термосопротивления – а), для вилита и окиси цинка – б)
Таблица 4. Вольтамперные характеристики терморезистора
U, B | |||||||
I,мA;t=10 c | |||||||
I,мA;t=80 c |
Таблицы 5 и 6. Вольтамперные характеристики вилита и окиси цинка
Вилит
U, B | |||||||
LgU | |||||||
I, A | |||||||
LgI |
Окись цинка
U, B | |||||||
LgU | |||||||
I, A | |||||||
LgI |
Расчет коэффициента нелинейности a производится по формуле
Значения U1, U2, I1, I2 берутся по прямым отрезкам зависимостей рис.7.
Вилит: a1= , a2= .
Окись цинка: a1= , a2= ,
Рис.7. Вольтамперные характеристики вилита и окиси цинка
Лабораторная работа
“ПРОБОЙ ЖЁСТКИХ И ЖИДКИХ ДИЭЛЕКТРИКОВ”
Цель работы: практическое ознакомление с способами определения электрической прочности жёстких и жидких диэлектриков и изучение влияния на нее некоторых факторов.
Рис.1. Принципиальная схема испытательной установки
Электрическая прочность диэлектрика определяется по формуле Епр=Uпр/h, где Uпр – пробивное напряжение, кВ; h – толщина диэлектрика, мм.
1.Определение краткосрочной электрической прочности образцов жёстких
диэлектриков.
Таблица 1. Результаты расчётов и измерений.
Диэлектрик | Толщина h, мм | Пробивное напряжение, Uпр, кВ | Епр, кВ/мм | |||
Среднее | ||||||
Лакоткань | ||||||
Электрокартон | ||||||
2.Определение электрической прочности лакоткани при ступенчатом подъеме напряжения.
Ступень увеличения напряжения DU= кВ.
Таблица 2. Результаты расчётов и измерений.
Время выдержки на ступени, мин | |||
Неспециализированное время выдержки под напряжением, t , мин | |||
Uпр, кВ | |||
Епр, кВ/мм |
Рис.2.Зависимость электрической прочности лакоткани от длительности приложения напряжения
Рис.3.Зависимость электрической прочности конденсаторной бумаги от числа слоев