1. Цель работы

Целью данной лабораторной работы является ознакомление учащихся с методикой определения относительной диэлектрической проницаемости ( Е ) и тангенса угла потерь диэлектриков ( tgδ ). В процессе выполнения работы учащиеся знакомятся с работой прибора для определения емкости и добротности конденсатора.

2. Приборы и принадлежности

1. Прибор для измерения емкости и добротности конденсаторов Е4-4.

2. Конденсаторы, выполненные из исследуемых диэлектриков.

3. Штангенциркуль.

Пользуясь формулой вычислить величину исследуемых диэлектриков,

где:

С – емкость конденсатора (ф);

S – площадь взаимного перекрытия пластин конденсатора (м²);

h – толщина диэлектрика (м);

Е₀=8,85*10^-12 ф/м – диэлектрическая проницаемость вакуума.

Пользуясь формулой определить тангенс угла потерь диэлектриков,

где:

Q – добротность исследуемого конденсатора.

№ п/п	h, м	S, м^2	C, ф	Q	E	tgδ	материал
1	2,5*10^-3	0,0059	2,7*10^-10	44
2	1,5*10^-3	0,0048	2,5*10^-10	60

2. Контрольные вопросы

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8

"ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

ДИЭЛЕКТРИКОВ"

1. Цель работы Закрепить понятия удельного объемного и удельного поверхностного сопротивления диэлектриков. Приобрести практические навыки по экспериментальному определению величин ρV и ρS.

2. Краткие теоретические сведения

Технические диэлектрики (электроизоляционные материалы) всегда имеют некоторое количество свободных зарядов, благодаря чему в диэлектрике под действием электрического поля возникают слабые токи объемной I_V и поверхностной I_S утечки. Для сравнительной оценки различных диэлектриков в отношении их объемной и поверхностной электропроводностей пользуются значениями удельного объемного и удельного поверхностного сопротивлений.

Удельное объемное сопротивление ρ_V численно равно сопротивлению куба, мысленно вырезанного из исследуемого материала, если ток проходит через две противоположные грани этого куба. Практически удобно определить ρ_V куба с ребром равным 1см, и выражать в Ом·см. В системе СИ ρ_V определяют для куба с ребром 1м, и выражают в Ом·м. При этом 1ОМ·м=100Ом·см.

Удельное объемное сопротивление плоского образца при однородном поле рассчитывается по формуле:

где:

R_V – объемное электрическое сопротивление образца, Ом

d – площадь электрода, м²

П – толщина образца, м

Удельное поверхностное сопротивление ρ_S численно равно сопротивлению квадрата, , мысленно выделенного на поверхности материала, если ток проходит через две противоположные стороны этого квадрата. Удельное поверхностное сопротивление ρ_S измеряют в омах и рассчитывают по формуле:

где:

R_S – поверхностное электрическое сопротивление образца, Ом

d – ширина электродов, м

ℓ – расстояние между электродами, м

Формула (2) не точна, так как не учитывается влияние краев электродов. Для более точного определения величины целесообразно использовать электроды в виде двух коаксиальных колец. В этом случае:

где:

R_S – поверхностное электрическое сопротивление, Ом

d₁ – диаметр электрода А, (рис. 2.)

d₂ – внутренний диаметр электрода В