Исследование свойств пассивных диэлектриков. Диэлектрические потери и диэлектрическая проницаемость изолирующих материалов

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

 «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»

КАФЕДРА  №23

ОЦЕНКА

РУКОВОДИТЕЛЬ

РЕФЕРАТ ВЫПОЛНИЛИ

Санкт-Петербург 2023

1.Цель работы.

Исследование диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь твердых диэлектриков, помещенных в электрическое поле.

2.Описание лабораторной установки.

Лабораторная установка состоит из измерителя добротности типа Е7-4, представляющего собой прибор резонансного типа, позволяющий измерять емкость и добротность конденсаторов на частотах от 50 Гц до 30 МГц.

На рисунке 2.1 (слева)  представлена схема измерителя. На верхней панели прибора имеются клеммы для подключения катушки индуктивности и исследуемых конденсаторов.  При помощи ручки изменения емкости встроенного конденсатора можно добиться резонанса.

На рисунке 2.1. (справа) изображена схема готовой к измерениям установки.

Измеритель подключен к сети переменного напряжения 220 В частотой 50 Гц.

[pic 1]

Рисунок 2.1. Схема лабораторной установки,

где Г- генератор, gk – активная проводимость контура, Lk – катушка индуктивности, Сk встроенный конденсатор, gx – активная проводимость контура с подключенным конденсатором, Сх – подключенный конденсатор.

[pic 2]

Рисунок 2.2. Расположение органов управления на панели измерителя.

3.Описание метода измерения.

Диэлектрические потери определяются контурным резонансным методом измерения параметров ε и tg δ диэлектрика – метод вариации реактивной проводимости. Суть метода заключается в относительном сравнении величины емкостей  Сд/C0 конденсатора на резонансной частоте. При этом емкость Cд определяется, когда между пластинами конденсатора находится исследуемый образец диэлектрика, а емкость С0, когда вместо диэлектрика – воздух. Удобно рассматривать диэлектрик как конденсатор в цепи переменного тока.

4.Рабочие формулы.

        Cx=C1−C2        ,                                                                                                                 (1)

где Сх – емкость образца, пФ; С1 – резонансная емкость контура при отключенном образце; С2 – при подключенном.

               ,        (2)[pic 3]

где ε – диэлектрическая проницаемость, h, D – соответственно, толщина и диаметр

исследуемого образца диэлектрика, см.

        ,                                                                                                  (3) [pic 4]