Litnevsky_1_laba

Министерство образования Российской Федерации

Омский государственный технический университет

Кафедра «Электроснабжение промышленных предприятий»

Лабораторная работа № 1

Исследование влияния температуры на емкость конденсатора и диэлектрические потери в нем

Выполнил ст. группы : Э222С

Тарасов Д. Ю.

Проверил :

Литневский А.Л.

Омск 2014

Цель работы: определение зависимостей емкости, тангенса диэлектрических потерь и температурного коэффициента емкости конденсаторов от тем­пе­ра­туры.

Теоретическая часть:

Конденсатор представляет собой систему из двух пластин, разделенных слоем диэлектрика. Емкость конденсатора зависит от формы пластин, их размеров, взаимного расположения, а также от диэлектрической проницаемости среды, находящейся между пластинами. Емкость плоского конденсатора, выраженная в фарадах, определяется по формуле

С = ε · ε_о · S/h,

где S – площадь пластин, м²;

h – расстояние между пластинами, м;

ε_о – абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума, ε_о = 8,85∙10^-8 Ф/м;

ε – относительная диэлектрическая проницаемость среды между пластинами.

Для оценки изменения диэлектрической проницаемости в зависимости от температуры применяют температурный коэффициент диэлектрической проницаемости ТК_ε, который выражается формулой

ТК_ε = ,

где ε₁ и ε₂ – диэлектрическая проницаемость образца при температурах t₁ и t₂ соответственно, причем t₂ > t₁; TK_ – температурный коэффициент, град.^-1

Рис. 1.1. Определение угла диэлектрических потерь

В лабораторной работе измеряется не коэффициент ТК_ε, а температурный коэффициент емкости ТК_С, который определяется по формуле

ТК_С = ,

где С₁ и С₂ – емкости образца при температурах t₁ и t₂ соответственно. Для практических расчетов важнее знать именно этот коэффициент.

Связь между коэффициентами ТК_С и ТК_ определяется формулой

ТК_С = ТК_ + ,

где  – температурный коэффициент линейного расширения.

Рис. 1.2. Зависимость диэлектрической проницаемости от температуры для полярного диэлектрика

и ,

где С₀ и С_t – соответственно емкость конденсатора при комнатной и произвольной температурах; tgδ_o и tgδ_t – тангенс угла диэлектрических потерь конденсатора при комнатной и произвольной температурах.

Практическая часть

n	Измеренные величины				Расчетные величины
	t*C	C,нФ	tgб	TKc		Cотн	tgбон
0	8	4,900	0,002	-		-	-
1	11	4900	0,002	-0,008		100%	100%
2	14	4,900	0,002	-0,014		115%	100%
3	17	4,895	0,002	-0,011		130%	100%
4	20	4,888	0,002	-0,01		145%	100%
5	23	4,880	0,002	-0,012		160%	100%
6	26	4,870	0,002	-0,011		175%	100%
7	29	4,860	0,002	-0,009		190%	100%
8	32	4,849	0,002	-0,01		205%	100%
9	35	4,837	0,002	-0,01		220%	100%
10	38	4,827	0,002	-0,011		235%	100%
11	41	4,813	0,002	-0,012		250%	100%
12	44	4,803	0,002	-0,009		265%	100%
13	47	4,790	0,002	-0,011		280%	100%
14	50	4,777	0,002	-0,011		295%	100%
15	53	4,765	0,002	-0,011		310%	100%
16	56	4,751	0,002	-0,011		325%	100%
17	59	4,739	0,002	-0,01		340%	100%
18	62	4,724	0,002	-0,01		355%	100%
19	65	4,707	0,002	-0,012		370%	100%
20	68	4,690	0,002	-0,01		385%	100%
21	71	4,680	0,002	-0,011		400%	100%
22	74	4,662	0,002	-0,01		415%	100%
23	77	4,650	0,002	-0,011		430%	100%
24	80	4,637	0,002	-0,01		445%	100%
25	83	4,621	0,002	-0,013		460%	100%
26	86	4,607	0,002	-0,01		475%	100%
27	89	4,591	0,002	-0,011		490%	100%
28	92	4,576	0,002	-0,011		505%	100%
29	95	4,560	0,002	-0,011		520%	100%
30	98	4,543	0,002	-0,009		535%	100%
31	101	4,531	0,002	-0,031		550%	100%
32	104	4,515	0,002	-0,033		575%	100%
33	107	4,500	0,002	-0,011		505%	100%
34	110	4,482	0,002	-0,011		520%	100%
35	113	4,467	0,002	-0,009		535%	100%
36	116	4,454	0,002	-0,031		550%	100%
37	120	4,434	0,002	-0,033		575%	100%

Вывод: В данной лабораторной работе мы определили зависимости емкости, тангенса диэлектрических потерь и температурного коэффициента емкости конденсаторов от тем­пе­ра­туры. Для каждого типа конденсатора по данным таблицы построили графики следующих зависимостей: Cотн = f(t), tgδон = f(t) и ТК_C = f(t).