4 Розрахункові формули й інші рекомендації

4.1 У залежності від завдання і вихідних даних у таблиці 3.1 і табли-ці 3.2 потрібно визначити: , S чи d. Для цього необхідно використовувати формулу ємності (З) плоского конденсатора:

, Ф

де - відносна діелектрична проникність діелектрика;

=8,854∙10^-12 - діелектрична проникність вакууму (діелектрична постійна),

S -площа пластин електродів, м²;

d - товщина діелектрика, м.

Примітка. Величина ємності (С) кожного конкретного конденсатора виміряється за допомогою моста змінного струму типу Р5079.

4.2 Величину діелектричної проникності s_r для діелектриків циліндричних конденсаторів (див. табл. 3.3) визначати з формули:

, Ф,

де h — висота пластин електродів циліндричних конденсаторів, м;

D₁ і D₂ - відповідно внутрішній і зовнішній діаметри конденсаторів, м;

n = 6 — число шарів діелектрика в циліндричних конденсаторах.

Значення параметрів h, D1 і D2 приведені в п. 3.9 і таблиці 3.3.

4.3 Величину питомого об'ємного опору діелектрика конденсатора p_v визначати з формули:

,

де f = 1000 Гц - частота напруги генератора вимірювального моста змінного струму;

ε_r - відносна діелектрична проникність діелектрика досліджуваного конденсатора (див. п. 4.1 і п. 4.2);

ρ_v - питомий об'ємний опір діелектрика конденсатора, Ом·м.

4.4 Величину активної потужності, що розсіюється, у діелектриках конденсаторів визначати по формулі:

, Вт,

де U - напруга, подавана на конденсатор, У (див. п. 2);

- кутова частота, пер/с;

С - ємність конденсатора, Ф;

tg δ - тангенс кута діелектричних втрат.

4.5 Для одного з плоских конденсаторів визначеної ємності (за указівкою викладача) установити його схему заміщення і визначити струм витоку через діелектрик конденсатора. По величині струму через активний елемент схеми заміщення (R_из) визначити величину активної потужності, що розсіюється (Р_а), і порівняти її з результатами розрахунку в п. 4.4 Використовуючи схему заміщення, визначити кут діелектричних утрат (δ).

Величину опору ізоляції (R_из) визначати по формулі:

, Ом,

де p_v - питомий об'ємний опір діелектрика конденсатора, Ом-м (див. п. 4.3.);

d - товщина діелектрика, м;

S-площа пластин електродів конденсатора, м².

Отримані розрахункові дані відбити у висновках по проведеній роботі.

5 Зміст звіту

5.1 Ціль роботи.

5.2 Блок-схема автоматичного моста змінного струму типу Р5079.

5.3 Короткі вказівки по виконанню лабораторної роботи.

5.4 Таблиці вимірів і обчислень, розрахункові формули.

5.5 Графіки залежностей ємності конденсатора від товщини діелектрика, за даними таблиці 3.1 від площі пластин електродів, за даними таблиці 3.2.

5.6 Схема заміщення конденсатора і векторна діаграма (за дани-

ми п. 4.5).

5.7 Висновки за результатами вимірів і обчислень.

6 Зразковий перелік питань для допуску до відпрацьовування лабораторної роботи

6.1 Склад і призначення основних елементів лабораторної установки, порядок відпрацьовування лабораторної роботи.

6.2 Від чого залежить ємність конденсатора? Які параметри характеризують якість діелектрика конденсатора?

6.3 Яке фізичне явище характеризує діелектрична проникність, які діелектричні проникності використовують у практичних розрахунках?

6.4 Які з зовнішніх факторів впливають на величину діелектричної проникності ізоляційних матеріалів?

6.5 Даєте визначення поняття діелектричних втрат. Охарактеризуйте природу діелектричних втрат у постійному і змінному електричному полях. Що називається кутом діелектричних втрат?

6.6 Порівняєте діелектричні втрати в полярних діелектриках на постійній і змінній напругах.

6.7 Приведіть найпростіші схеми заміщення діелектрика з втратами і їхню практичну значимість.

6.8 Назвіть основні види діелектричних втрат в електроізоляційних матеріалах. Для чого вводять питомі втрати?

6.9 Укажіть фактори, що впливають на величину діелектричних втрат.

6.10 Якими властивостями повинні володіти діелектрики, застосовувані для виготовлення високовольтних конденсаторів?

6.11 Які електричні параметри діелектриків конденсаторів можна визначити в ході виконання лабораторної роботи (із указівкою їхніх розмірностей)?