ЛБ 4 ФХ

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерная школа энергетики

Отделение электроэнергетики и электротехники

Направление − 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

Дисциплина –Физико-химия диэлектрических материалов

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №4

ИЗУЧЕНИЕ ТАНГЕНСА УГЛА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ПОЛЯРНЫХ ПОЛИМЕРОВ

Выполнил:		Абдуллаев Берик Серикович
студент группы: 5АМ09	подпись	(Ф.И.О)

Проверил		Леонов Андрей Петрович
преподаватель:	подпись	(Ф.И.О)

Томск – 2020

Цель работы: изучить влияние температуры на диэлектрическую проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь полярного органического диэлектрика.

Задачи работы:

Исследовать характер изменения диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь от температуры полярного органического диэлектрика в области звуковых частот.

Принципиальная электрическая схема установки:

Рисунок 1 – Электрическая схема полууравновешенного моста

- генератор звуковой частоты; - эталонный конденсатор; - образец исследуемого диэлектрика; - пентод катодного повторителя; - ламповый вольтметр

Исследуемый диэлектрик – поливинилхлорид.

Толщина диэлектрика h – 1,5 мм.

Диаметр измерительного электрода d – 10 см.

Таблица 1 – результаты измерений и расчета

Т,0С	C, пФ	tgδ	ε
22	324,7	0,0734	7,0107
30	328,20	0,0711	7,0863
40	341,97	0,0605	7,3836
50	346,05	0,0569	7,4170
60	349,94	0,0533	7,5557
70	353,58	0,0500	7,6342
80	357,71	0,0465	7,7234

Пример расчета:

,

м²,

.

Рисунок 2 – Зависимость тангенса угла диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости поливинилхлорида от температуры

Рисунок 3 – Зависимость тангенса угла диэлектрических потерь от температуры.

Рисунок 4 – Зависимость диэлектрической проницаемости от температуры.

Вывод: полученная зависимость tgδ=f(T) при частоте 1 Гц имеет линейный спадающий вид. При увеличении температуры вязкость материала в данном диапазоне температур становится настолько мала, что диполи легко поворачиваются по полю и уменьшаются затраты энергии на трение, в результате чего tgδ уменьшается. Иными словами большее число диполей успевают ориентироваться по полю и постепенно tgδ уменьшается до значения обусловленного сквозной проводимостью.

У полученной зависимости ε=f(T) с повышением температуры увеличивается частота и амплитуда колебаний диполей и повышается вероятность перехода из одного положения равновесия в другое.Причем число переходов за полупериод приложенного напряжения возрастает по экспоненте и достигает максимума, когда все полярные молекулы успевают ориентироваться по направлению приложенного поля. При дальнейшем повышении температуры тепловое движение оказывает дезориентирующее влияние на релаксационную поляризацию, и диэлектрическая проницаемость начинает уменьшаться.