Файл: метод МЭТ 12345 раб.doc

Слюда широко применяется для изготовления конденсаторов, из неё штампуют фасованные детали для электронных ламп (межэлектродные изоляторы, установочные детали) и т.д.

Политетрафторэтилен (ПТФЭ) или фторопласт-4 представляет собой полимер, полученный путём полимеризации политетрафторэтилена. Он имеет строение

Фторопласт-4 относится к числу термостойких пластиков: его нагревостойкость составляет 320ºС, а температура разложения 415ºС. Этот материал обладает исключительной стойкостью к действию химических реагентов, превосходя в этом отношении золото и платину. На него не действуют никакие кислоты и щёлочи, не растворяется ни в одном растворителе, не смачивается водой и другими жидкостями.

По своим электроизоляционным свойствам фторопласт-4 относится к лучшим из известных диэлектриков: удельное сопротивление 10¹⁴ -10¹⁶ Ом·м и tg δ = (2-3)·10^-4. Существенными недостатками ПТФЭ являются низкая технологичность и высокая стоимость.

Основное применение фторопласта благодаря низкому давлению насыщенных паров и высокой рабочей температуре это изоляция кабелей для высоких частот и изоляторы в цепях с очень высокими требованиями к сопротивлению изоляции; уплотнители в вакуумных установках; конструкционный материал для химически агрессивных сред и т.д.

4.Полиэтилентерефталат (лавсан) – термопластичный

полимер, имеющий строение

Лавсан выделяется среди других полимеров высокой прочностью (предел прочности на растяжение (1-2)·10⁸ Н·м^-2 по сравнению с (1-4)·10⁷ Н·м² у полиэтилена и фторопласта). Нагревостойкость лавсана 200ºС. Удельное сопротивление лавсана 10¹²-10¹⁴ Ом·м. Лавсан относится к полярным диэлектрикам с повышенными диэлектрическими потерями tg δ = (2-20)·10^-3 и не применим на высоких частотах.

Лавсановая плёнка широко применяется для изготовления конденсаторов, межслойной изоляции в обмотках трансформаторов, в качестве основы магнитных лент и т.д.

5. Описание лабораторной установки

Лабораторная работа выполняется на установке, состоящей из высокочастотного измерителя индуктивностей и ёмкостей типа Е12-1А из измерительного конденсатора.

Измерение ёмкости с помощью прибора Е12-1А производится резонансным методом с индикацией резонанса по нулевым биениям.

Упрощённая блок-схема прибора представлена на рисунке 1. В

Рис.1

этом приборе имеются два одинаковых генератора Г₁ и Г₂, в колебательный контур Г₁ включён образцовый конденсатор C_обр, а в колебательный контур Г₂ включается измеряемый конденсатор C_x. Колебания высокой частоты обоих генераторов подаются на смеситель. Со смесителя колебания разностной частоты после усиления на усилителе низкой частоты УНЧ поступают на индикатор.

При выполнении равенства

C_обр· L₁ = C_x·L₂ (5)

частоты обоих генераторов будут равны и, следовательно, разностная частота будет равна нулю. Выполнения равенства (5) добиваются изменением величины переменного образцового конденсатора C_обр.

Измерительный конденсатор состоит из латунной шлифованной плиты, на которой располагается исследуемый диэлектрик, и верхнего цилиндрического электрода, площадь которого определяется площадью пластин конденсатора.

6. Порядок выполнения работы

9. Установить верхний электрод измерительного конденсатора в стороне от плиты.

10. Включить тумблер «Сеть». Время прогрева прибора 20-30 мин.

11. Микрометром измерить толщину образцов исследуемых диэлектриков и записать данные. Измерение толщины каждого диэлектрика производить три раза и брать среднеарифметическое.

12. Установить переключатель «множитель К» в положение «C».

13. Установить на нуль шкалы всех отсчётных конденсаторов.

14. Ручкой «Начальная установка» настроить прибор на нулевое биение по оптическому индикатору.

15. Установить на плату измерительного конденсатора исследуемый диэлектрик и верхний электрод.

16. Произвести вторичную настройку на нулевые биения, пользуясь ручками C2, C3 и C1.

Измеренная ёмкость определяется по формуле:

C_x = C1 + C2 + C3, пФ

ПРИМЕЧАНИЕ: при измерении нельзя подносить руку или какой-либо предмет к конденсатору. Ручка «Начальная установка» должна оставаться в положении, при котором производилась начальная настройка.

Выполнить пункты 7 и 8 для всех образцов диэлектриков.

6. Обработка результатов измерений

Пользуясь формулой (3) рассчитать для каждого материала относительную диэлектрическую проницаемость, имея в виду, что 1 пФ =

= 10^-12 Ф. Результаты измерений и расчётов рекомендуется сводить в таблицу вида

7. Содержание отчёта

Отчёт должен содержать краткое описание методики эксперимента, измерительную схему, результаты измерений и расчётов.

Контрольные вопросы к лабораторной работе № 1

1. Что называется поляризацией диэлектриков?

Как классифицируются диэлектрики по физической сущности явления

поляризации в них?

2. Опишите механизмы электронной и ионной поляризации.

3. Опишите механизм дипольной поляризации.

4.Опишите механизм миграционной поляризации. Для каких диэлектриков характерен этот вид поляризации?

5. Приведите примерные графики изменения диэлектрической проницаемости диэлектриков от температуры при различных видах поляризации и дайте объяснение этих кривых.

6. Приведите примерные графики изменения диэлектрической проницаемости полярных и неполярных диэлектриков в зависимости от частоты и дайте объяснение этих кривых.

7. Что называется диэлектрическими потерями? Дайте определение угла

диэлектрических потерь. Сравните потери энергии в диэлектриках при постоянном и переменном напряжении.

8. Приведите формулы мощности, полных и удельных диэлектрических потерь.

9.Опишите физическую сущность основных видов диэлектрических потерь (потери электропроводности, релаксационные, поляризационные).

10. Как изменяется тангенс угла диэлектрических потерь неполярных и

полярных диэлектриков при изменении температуры и частоты?