ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.10.2023
Просмотров: 46
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Методы измерения шумов вращения и рекомендуемые принципы построения измерительной аппаратуры нормированы ГОСТ 21342.6-75. Стандарт устанавливает два метода измерения шумов вращения переменных непроволочных и проволочных резисторов.
Для измерения напряжения шумов вращения непроволочных резисторов используют аттестованные измерители шумов перемещений. Метод измерения заключается в усилении, выпрямлении и измерении переменной составляющей выходного напряжения резистора, подключенного к источнику питания по потенциометрической схеме. Допустимая погрешность метода измерения ±25% от измеряемого напряжения шумов.
Метод измерения эквивалентного сопротивления шумов вращения переменных проволочных резисторов основан на регистрации отдельных «скачков» сопротивления шумов при превышения ими определенного, заранее установленного уровня. Число таких нарушений подсчитывают и по этой информации судят о качестве резистора. Измерения производят специальными приборами, проградуированными в омах. Методическая погрешность измерений ±10%.
Для некоторых типов композиционных переменных резисторов введено требование по плавности изменения сопротивления, что означает способность резистора монотонно и без скачков изменить сопротивление при перемещении подвижной системы. При несоблюдении этого требования возникают флуктуации выходного напряжения, которые выявляются в динамическом режиме. По существу это те же шумы скольжения, только вызываются они в основном нестабильным градиентом сопротивления по длине резистивного элемента. Измерение плавности производят либо с помощью специально созданных для этой цели установок, либо с помощью омметров с большим входным сопротивлением.
Контрольная работа №3: “ Контрольная по диэлектрикам”.
Вариант №22.
1. Вопрос: Зависимость e потерь диэлектрика от температуры?
Ответ:
Влияние температуры на диэлектрические параметры.
Для диэлектриков с электронной поляризацией (неполярные материалы) зависимость относительной диэлектрической проницаемости от температуры определяется только изменением плотности вещества. При нагревании вещество расширяется, уменьшается число атомов (ионов) в единице объема и, соответственно, число электронов в единице объема, поляризация ослабевает. Кривая зависимости ' от температуры подобна кривой изменения плотности (рис.8а.). При переходе через точку плавления наблюдается скачек.
Рис.8. Зависимости относительной диэлектрической проницаемости неполярного (а) и полярного (б) диэлектриков от температуры
Для материалов с ионным типом поляризации с повышением температуры расстояния между ионами увеличиваются вследствие теплового расширения материала. В большинстве случаев это сопровождается ослаблением химических сил упругой связи, поэтому поляризуемость ионов возрастает, т. е. они легче смещаются под действием электрического поля. В связи с этим величина ионных диэлектриков обычно растет с температурой.
На рис. 8б приведены характерные кривые зависимости от температуры полярного диэлектрика (дипольно-релаксационная поляризация), измеренные на разных частотах (f1
Как отмечалось выше, замедленные виды поляризации протекают с затратой энергии внешнего электрического поля, которая расходуется на преодоление межмолекулярного трения. Поэтому частота поля и температура существенно влияют и на величину tg полярных диэлектриков.
Дипольно-релаксационные потери при повышении температуры проходят через максимум. При очень низких температурах, когда вязкость вещества велика, диполи неподвижны, потерь нет; при очень высоких температурах вязкость мала и диполи вращаются, не испытывая трения. В общем случае на температурной зависимости может наблюдаться несколько максимумов. Например, на кривой tg =f(T) для бумаги, пропитанной масляноканифольным компаундом, наблюдаются два максимума - при низких температурах это максимум, свойственный самой бумаге, при более высоких - компаунда.
Если в диэлектрике имеют место два механизма потерь (на проводимость и дипольную поляризацию), то суммарная зависимость тангенса угла диэлектрических потерь от температуры может быть получена сложением кривых, описывающих потери проводимости и дипольные потери.
Рост температуры всегда приводит к росту tg за счет увеличения потерь проводимости (рис. 9а). Максимум на суммарной кривой потерь часто не фиксируется, так как он маскируется высокими потерями проводимости.
Рис. 9. Зависимость tg диэлектрика от температуры (а) и частоты (б) 1—общие (суммарные) потери; 2— потери проводимости; 3 — дипольные потери
В случае диэлектрических потерь, обусловленных сквозной проводимостью, по мере увеличения частоты tg снижается по гиперболическому закону (рис. 9б). Активная мощность потерь в этом случае не зависит от частоты. Потери, вызванные дипольной поляризацией, на первом этапе с ростом частоты увеличивается, так как диполи чаще должны ориентироваться по полю и на это будет затрачиваться все большая энергия. Но это происходит лишь до определенной частоты, соответствующей максимуму tg , после которой диполи уже не успевают следовать за переменным напряжением и потери в диэлектрике уменьшаются.
Максимум в частотной зависимости tg характерен также и для резонансного механизма потерь, однако в последнем случае температура не влияет на положение максимума.
2. Вопрос: Слабо полярные (низкочастотные) полимеры?
Ответ:
Слабо полярные (низкочастотные) полимеры.
Сюда относятся каучуковые материалы. Их производят на основе натурального (НК) или синтетического (СК) каучука. В чистом виде они обладают низкой прочностью, низкой нагревостойкостыо и плохими диэлектрическими свойствами.
Эти недостатки устраняются с помощью вулканизации (140-145° С) под давлением в течение 40-120 мин. с добавлением серы и других наполнителей. Получается резина 5-7 % S- мягкая; 7-14%- твёрдая резина; >30-35% "роговая" резина-эбонит.
Электроизоляционные свойства каучуковых материалов.
Таблица 3
| Материал | ρ,Ом*м | ε | tgδ | Екр, МВ/м |
| Каучук | 1014 | 2,4 | 0,002 | - |
| Резина | 1013 | 3-7 | 0,02… 0,1 | 20-30 |
| Эбонит | 1013 | 2,8 | 0,015 | |
Полярные низкочастотные полимеры.
К этой группе диэлектриков относятся: поливинилхлорид, капрон, нейлон, фторопласт-3, лавсан, силиконы.
Для полярных полимеров характерны высокое значение ε и tgδ. Чаще всего полярные полимеры термопластичны, обладают линейной структурой молекул. Электроизоляционные свойства полярных полимеров приведены в таблице 4:
Поливинилхлорид - термопластичный низкотемпературный материал. Химически стоек, легко обрабатывается резанием, литьём, прессованием, штамповкой. Листовой - винипласт.
Лавсан в зависимости от скорости охлаждения может быть кристаллическим или аморфным. При содержании до 75% кристаллической фазы обладает повышенной механической прочностью и нагревостойкостью (265°С). Лавсановые плёнки обладают высокими электроизоляционными свойствами. При микронных толщинах Екр -1000 МВ/м.
Электроизоляционные свойства полярных полимеров
Таблица 4
| Материал | ε | tgδ | ρ, Ом*м | Нагрево-стойкость | Холодо-стойкость | Екр |
| Поливинилхлорид | 3,5-4,5 | 0,2-0,5 | 1012 | | -35 | 10-15 |
| Оргстекло | 2,8-3,5 | 0,02-0,03 | 1011 | | -80 | 18-40 |
| Лавсан | 3-3,5 | 0,002 | 1012 | | -80 | |
| Нейлон, капрон | 5-6 | 0,06 | 109 | | -40 | |
| Фторопласт - 3 | 3,5 | 0,04 | 1013 | | -195 | 13-15 |
| Силиконы | 3,5 | 0,01-0,03 | 1014 | | -70 | 15-25 |
Лавсан в зависимости от скорости охлаждения может быть кристаллическим или аморфным. При содержании до 75% кристаллической фазы обладает повышенной механической прочностью и нагревостойкостью (265°С). Лавсановые плёнки обладают высокими электроизоляционными свойствами. При микронных толщинах Екр -1000 МВ/м.
Капрон, нейлон - полиамидные смолы, обладают высокой механической прочностью. Используются как конструкт.
Фторопласт 3 (политрифторэтилен) не обладает текучестью.
Силиконы - кремний органические смолы. Кремний повышает нагревостойкость. Недостаток - нестойкость к органическим растворителям и маслам.
Контрольная работа №4: “ Контрольная по проводникам”.
Вариант №22.
1. Вопрос: Схема замещения диода при обратном смещении p-n перехода для высоких частот.
Ответ:
Полупроводниковый диод представляет собой обычный р-п- переход. По технологии изготовления выпрямительные диоды бывают сплавные, диффузионные, эпитаксиальные (полупроводниковый слой наносится на металлическую подложку). По конструкции они могут быть плоскостные или точечные. В качестве материала для изготовления диодов применяют кремний (Si), арсенид галлия (AsGa). Германий (Ge) применяют редко из-за большой зависимости обратного тока от температуры. Применение диодов на разных частотах зависит от их конструкции и материала. Кремниевые диоды, изготовленные по диффузионной технологии, применяют на частотах до 5 кГц, сплавные — до 100 кГц, эпитаксиальные — до 500 кГц, диоды на основе арсенида галлия — до 5 МГц. Изображение диода и его структура приведены на рис. 2.7.
Рис. 2.7. Выпрямительный диод: а — изображение на схеме; б — структура.
Условно положительный электрод диода называют анодом (А), отрицательный — катодом (К).
Вольт-амперная характеристика выпрямительного диода изображена на рис. 2.8.
Рис. 2.8. ВАХ выпрямительного диода.
Основными параметрами, характеризующими выпрямительные диоды, являются:
• максимальный прямой ток /пртах;
• падение напряжения на диоде при заданном значении прямого тока /пр (для германиевых диодов Unp = 0,3—0,7 В, для кремниевых- г/пр = 0,8—1,2 В);
• максимально допустимое постоянное обратное напряжение диода
• обратный ток /ср0бр при заданном обратном напряжении Ucpoбр (значение обратного тока германиевых диодов на два-три порядка больше, чем у кремниевых);