федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Вологодский государственный университет»
Институт машиностроения, энергетики и транспорта

(наименование института)

Кафедра «Управляющих и вычислительных систем»

(наименование кафедры)

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №1

Дисциплина	Техника высоких напряжений
Наименование темы	Определение электрофизических параметров конденсатора
Код работы
	код, наименование направления подготовки /специальности, программы, код кафедры, регистрационный номер по журналу, год

Руководитель
	(уч. степень, звание, должность, Ф.И.О)
Выполнили студенты	Агеев М.Д.
	(Ф.И.О)
Группа, курс	ЭС-31
Дата сдачи
Дата защиты
Оценка по защите
	(подпись преподавателя)

Вологда

2023 г.

В цепях постоянного тока через твердый диэлектрик протекает незначительный ток, обусловленный движением свободных носителей зарядов (электронов, ионов), который называется током утечки или током проводимости. Этот ток равен сумме объемного (IV)и поверхностного (IS)токов, величина каждого из которых зависит от приложенного напряжения Uи сопротивления данного диэлектрика (объемного RVи поверхностного RS, соответственно).

Объемное (RV) и поверхностное (RS

---

) сопротивления образца прямоугольной формы вычисляются по следующим формулам:

, (1.1)

, (1.2)

где ρ, ρ_S– удельное объемное и поверхностное сопротивления диэлектрика;
а, b– геометрические размеры пластин конденсатора; h– толщина диэлектрического слоя.

Диэлектрическими потерями называется мощность, рассеиваемая в
диэлектрике при воздействии на него электрического поля и вызывающая его
нагрев. При постоянном напряжении нагрев диэлектрика обусловлен только
током утечки и пропорционален его квадрату.

При переменном напряжении нагрев диэлектрика зависит также от
активной составляющей поляризационного тока, и определяются углом диэлектрических потерь tgδ. Активная мощность (P_a), рассеиваемая в диэлектрике, равна.

Pa = U² ωCtgδ , (1.3)
где U – напряжение, приложенное к конденсатору; ω – круговая частота питающего напряжения; tgδ – тангенс угла диэлектрических потерь; С – емкость плоского конденсатора.

Емкость плоского конденсатора равна

, (1.4)

где ε_r– относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика;
ε₀ – диэлектрическая постоянная, равная 8,85.10^-12 Ф/м; S– площадь пластин
конденсатора; h– расстояние между пластинами (толщина диэлектрического
слоя).

---

В электроизоляционных материалах диэлектрические потери характеризуют удельными потерями ρ, равными

, (1.5)

где V – объем диэлектрического слоя .

Результаты вычислений.





График зависимости диэлектрических потерь от частоты питающего напряжения


1.Исходя из того, что часть электроэнергии неизбежно теряется в изоляторе, был введён термин «диэлектрические потери» – необратимый процесс преобразования в теплоту энергии электрического поля, пронизывающего диэлектрическую среду, То есть, это электрическая мощность, направленная на нагревание изоляционного материала, пребывающего в зоне действия электрического поля.

2. При прохождении переменного тока переменное магнитное поле возникает как вокруг проводника, так и внутри него. При этом потокосцепление максимально для внутренних слоев и минимально для внешних слоев. Поэтому ЭДС самоин­дукции оказывается максимальной в центре проводника и уменьшается в направ­лении к поверхности. Соответственно, и плотность тока наиболее значительно ослабляется в центральной части проводника и в меньшей степени — у поверхно­сти, иначе говоря, происходит вытеснение тока к поверхности проводника. Оно тем сильнее, чем выше частота.

4. Для твердых диэлектриков характерны два основных вида диэлектрических потерь:

• потери на электропроводность (иначе они называются омическими потерями или потерями сквозной проводимости), которые обусловлены протеканием через диэлектрик тока сквозной проводимости

• релаксационные потери, связанные с релаксационными видами поляризации и обусловленные активной составляющей абсорбционного тока.

Кроме указанных основных видов в диэлектриках могут возникать:

• потери, вызванные неоднородностью строения (проводящими включениями, слоистостью и т. п.) и обусловленные миграционной поляризацией, которая характерна для композиционных и слоистых диэлектриков

---

;

• ионизационные потери, возникающие в пористых диэлектриках вследствие наличия в них газовых включений;

• резонансные потери, характерные для частот, совпадающих с собственными частотами колебаний электронов и ионов

5.Диэлектрические потери в неполярных жидкостях обусловлены только электропроводностью, если жидкость не содержит примесей с дипольными молекулами. Удельная проводимость нейтральных чистых жидких диэлектриков чрезвычайно мала, благодаря чему малы и диэлектрические потери. Примером может служить тщательно очищенное трансформаторное масло, tgδ которого при частоте 50 Гц составляет около 0,001.

7.Для оценки проводимостей пользуются значениями удельного объемного сопротивления r и удельного поверхностного сопротивления r_S.По этим показателям определяют удельную объемную проводимость и удельную поверхностную проводимость.

---

Смотрите также файлы

• Контрольная работа по дисциплине "Международное частное право " На тему Правовое регулирование семейнобрачных отношений международного характера по законодательству Российской Федерации.docx

• Экзаменационный билет 1 Предмет и метод земельного права. Предмет земельного права.doc

• Книга находится у ответственного квартиросъёмщика. 10. Я купил.docx

• Физика в Древней Греции от Аристотеля до Герона.docx

• Нефть жидкий горючий минерал, который встречается в осадочных породах Земли.docx