Програма роботи

2.1 Ознайомитися з конструкцією вимірювального пристрою і принципом роботи дослідної установки.

2.2 Ознайомитися із зразками твердих діелектриків для визначення питомого поверхневого і питомого об'ємного опору.

2.3 Визначити питомий поверхневий і питомий об'ємний опір для вказаних зразків.

2.4 Зробити аналіз зовнішніх факторів котрі впливають на стан питомих опорів діелектриків.

3 Вказівки з підготовки до лабораторної роботи

При підготовці до лабораторної роботи необхідно:

3.1 Вивчити теоретичний матеріал [1. с. 11-15; 2. с. 38-49;

3. с. 133-148 ].

3.2 Дати відповіді на контрольні запитання.

4 Загальні дані

Електроізоляційні матеріали під дією постійного електричного поля виявляють властивості електропровідності.

Струм витоку через зразок діелектрика має дві складові: об'ємний крізний струм і поверхневий крізний струм

I_В = I_V + I_S, (1)

де I_V – об’ємний крізний струм, А;

I_S - поверхневий крізний струм, А.

Таким чином у твердих діелектриків необхідно враховувати об’ємну і поверхневу провідності.

 

 

 

 

Рис. 1 Схема проходження об’ємного і поверхневого крізних струмів у твердому діелектрику

Питомим об’ємним опором називається величина, котра дорівнює опору зразка у вигляді куба з ребром 1 м, якщо струм проходить через дві протилежні грані цього куба.

В плоскому зразку матеріалу при однорідному електричному полі питомий об'ємний опір розраховують за формулою

де Rv - повний об'ємний опір зразка, Ом;

S - площа електрода, м²;

h - товщина діелектрика, м;

d – розрахунковий діаметр, м.

Для плоского зразка (рисунок 2) розрахунковий діаметр d дорівнює середньому арифметичному

де d₁ - діаметр вимірювального електрода, м;

d₂ - внутрішній діаметр охоронного електрода, м;

 

Рис. 2 Схема включення зразка діелектрика при вимірюванні об’ємного опору: 1 – зразок діелектрика; 2 – вимірювальний електрод; 3 – охоронний електрод; 4 – високовольтний електрод; вимірювальний прилад.

При вимірюванні Rv дослідний зразок 1 встановлюють на високовольтний електрод 4, на зразок встановлюють вимірювальний електрод 2, поверх нього охоронний електрод 3.

Питомим поверхневим опором - називається опір плоскої ділянки поверхні твердого діелектрика у формі квадрату при протіканні електричного струму між двома протилежними сторонами цього квадрату:

 

де Rs - повний поверхневий опір зразка, Ом;

При вимірюванні Rs в якості вимірювального електрода використовують електрод 3; високовольтного - електрод 2; охоронного електрод 4.

 

 

 

 

Рис. 3 Схема включення зразка діелектрика при вимірюванні

поверхневого опору:

1 – зразок діелектрика; 2 – високовольтний електрод;

2– вимірювальний електрод; 4 – охоронний електрод;

РW - вимірювальний прилад.

При визначенні опору ізоляції у випадку коли поверхневі струми мають більший вплив можливо використовувати плоско-паралельні електроди. При вимірюванні R_S (рисунок 4) дослідний зразок 1 встановлюють на охоронний електрод 4. На зразок встановлюють паралельно вимірювальний 2 і високовольтний 3 електроди. В результаті вимірюють загальний опір дослідного зразку і вимірювального приладу.

Загальний опір дослідного зразка розраховують за формулою

 

де R_пр – повний опір приладу, Ом;

R_з – повний опір пристрою, Ом.

Питомий поверхневий опір ізоляції дослідного зразка розраховують за формулою

де l₁ - відстань між електродами, м.;

l₂ - довжина електродів, м

 

 

Рис. 4 Схема включення зразка для виміру поверхневого

опору ізоляції діелектрика;

1 – зразок; 2 – вимірювальний електрод;

3 – високовольтний електрод; 4 – охоронний електрод.

5 Вказівки по виконанню роботи

5.1 Скласти схему (рисунок 2) для вимірювання об'ємного електричного опору R_V і підключити зразок діелектрика. Виконати попереднє регулювання пристрою за інструкцією. Виміряти величину питомого об'ємного опору представлених діелектриків.

5.2 Скласти схему (рисунок 3) для вимірювання поверхневого електричного опору R_s, підключити зразок діелектрика. Виміряти R_s для вказаних зразків діелектриків.

5.3 Скласти схему (рисунок 4) для вимірювання поверхневого електричного опору R_S, підключити зразок діелектрика.

5.4 Підрахувати величини питомих опорів зразків. Дані досліджень і розрахунків занести в таблиці 1,2,3.

 

Таблиця 1 - Дані розрахунків питомого об’ємного опору

Матеріал дослідного зразку	d1, м	d2, м	dср, м	h, м	RV Ом	rV, Ом×м

 

Таблиця 2 - Дані розрахунків питомого поверхневого опору

Матеріал дослідного зразку	d1, м	d2, м	RS Ом	rS, Ом

 

Таблиця 3 - Дані розрахунків питомого поверхневого опору ізоляції

Матеріал дослідного зразку	l1 , м	l2, м	Rпр, Ом	Rз, м	RS м	rS, Ом×м

6 Вказівки по оформленню звіту

Зміст повинен містити:

6.1 Схеми експериментальних установок.

6.2 Таблиці експериментальних даних.

6.3 Опис електроізоляційних матеріалів, з яких виготовлені дослідні зразки.

7 Контрольні запитання

7.1 Чому у твердих діелектриків розрізняють об'ємний і поверхневий електричні опори?

7.2 В яких одиницях виміряють питомий об'ємний і питомий поверхневий електричні опори?

7.3 За якими формулами визначають питомий об'ємний і питомий поверхневий електричні опори?

7.4 Як і чому змінюються величини опору при зміні вологості і температури зразка діелектрика?

7.5 Назвіть основні групи твердих ізоляційних матеріалів.

7.6 Як визначається повний опір твердого діелектрика?

7.7 Дайте визначення об’ємної електропровідності?

7.8 Дайте визначення поверхневої електропровідності?

7.9 Від яких факторів залежить поверхнева і об’ємна електропровідності?