Меню
Разработки
Разработки  /  Прочее  /  Тесты  /  Прочее  /  Лабораторная работа по ЭТМ

Лабораторная работа по ЭТМ

Тематика лабораторных работ направлена на закрепление и углубление теоретических знаний, полученных студентами на лекционных занятиях, на экспериментальную проверку теоретических положений, выработку умений и практических навыков работы с электротехническим оборудованием, электронными приборами и устройствами, измерительными приборам. На лабораторных занятиях студенты знакомятся с практикой планирования и подготовки эксперимента, а также обработки экспериментальных данных.

Цели и задачи выполнения лабораторных работ – применение теоретических зна-

ний на практике, умение производить расчеты.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:

Производить расчеты, выбирать электротехнические материалы на основе анализа их свойств для конкретного применения;

В результате выполнения лабораторных работ обучающийся должен знать: электротехнические характеристики ЭТМ; в чем заключаются дилектрические свойсва испытуемых материалов, каковы пределы свойств материалов область применения.

Подготовка к лабораторной работе предусматривает изучение теоретического материала, а также выполнение предварительных расчетов. Перед выполнением лабораторной работы необходимо ознакомиться с методикой ее выполнения, уяснить, в чем состоит цель и задание. Студент, предварительно должен подготовиться к лабораторной работе. Теоретические сведения, приведенные в методических указаниях по выполнению лабораторных работ, содержат минимум учебного материала, необходимый для подготовки и выполнения лабораторной работы. Студентов необходимо ознакомить с правилами выполнения лабораторных работ, методическими указаниями к выполнению заданий.

28.02.2018

Содержимое разработки

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
«Байконурский электрорадиотехнический техникум имени М.И. Неделина»

(ГБ ПОУ «БЭРТТ»)

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель директора

по учебной работе

________ М.М. Иванова

«____» ________ 2016 г.



Методические указания

по выполнению лабораторных работ

по дисциплине


«Электротехнические материалы»

для специальности


08.02.09 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования

промышленных и гражданских зданий»


(базовый уровень)




















г. Байконур

2016г.


РАССМОТРЕНО

Председатель

предметно-цикловой комиссией

общеобразовательных,

социально-экономических и гуманитарных дисциплин

____________ А.Н. Есенкулова __________ А.Н. Есенкулова

«_____» ___________ 201__ г. «_____» ___________ 201__г.

Разработала Ниязова А.В. преподаватель ГБ ПОУ «БЭРТТ»






СОГЛАСОВАНО

Методист




__________ А.Н. Есенкулова __________ А.Н. Есенкулова «_____» ___________ 201__г. «_____» ___________ 201__г.

«_____» ___________ 201__г.
























ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Методические рекомендации по проведению лабораторных работ

Тематика лабораторных работ направлена на закрепление и углубление теоретических знаний, полученных студентами на лекционных занятиях, на экспериментальную проверку теоретических положений, выработку умений и практических навыков работы с электротехническим оборудованием, электронными приборами и устройствами, измерительными приборам. На лабораторных занятиях студенты знакомятся с практикой планирования и подготовки эксперимента, а также обработки экспериментальных данных.

Цели и задачи выполнения лабораторных работ – применение теоретических зна-

ний на практике, умение производить расчеты.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:

Производить расчеты, выбирать электротехнические материалы на основе анализа их свойств для конкретного применения;

В результате выполнения лабораторных работ обучающийся должен знать: электротехнические характеристики ЭТМ; в чем заключаются дилектрические свойсва испытуемых материалов, каковы пределы свойств материалов область применения.

Подготовка к лабораторной работе предусматривает изучение теоретического материала, а также выполнение предварительных расчетов. Перед выполнением лабораторной работы необходимо ознакомиться с методикой ее выполнения, уяснить, в чем состоит цель и задание. Студент, предварительно должен подготовиться к лабораторной работе. Теоретические сведения, приведенные в методических указаниях по выполнению лабораторных работ, содержат минимум учебного материала, необходимый для подготовки и выполнения лабораторной работы. Студентов необходимо ознакомить с правилами выполнения лабораторных работ, методическими указаниями к выполнению заданий.

Ознакомивших с теоретической частью студент оформляет лабораторную работу, чертит схемы, производит расчеты, делает выводы и готовиться к защите, отвечает на контрольные вопросы.


Критерии оценок:

5 « отлично» студент выполнил лабораторную работу в полном объеме, расчеты выполнены верно, теоретическую часть изложил в полном объеме,

расчеты сравнил с нормативными данными, на соответствие материалов своим свойствам.

4 «хорошо» студент теоретическую часть изложил в неполном объеме

3 «удовлетворительно» студент теоретическую часть изложил в неполном объеме, есть ошибки в расчетах.

2 «неудовлетворительно» студент не оформил лабораторную работу в полном объеме, нет чертежей, расчеты произведены не верно, нет вывода.

Лабораторная работа № 1


Тема: «Измерения электрических характеристик диэлектриков»


Определение удельных объемных электрических сопротивлений

Цель работы:


Закрепить понятия удельного объёмного и удельного поверхностного сопротив-лений. Проверить опытным путём величины у дельных сопротивлений диэлект-риков с различной степенью влажности и загрязнения. Получить навыки в работе с чувствительными приборами.

Пояснение к работе

Удельное сопротивление является основной электрической характеристикой всякого электротехнического материала (проводникового, электроизоляционного и полупроводникового).

Оно вычисляется по формуле: р = R S/I Ом*м


Величину удельного объемного сопротивления электроизоляционных ма-териалов определяют посредством измерения тока Iv, протекающего через объем испытуемого образца диэлектрика.

Принципиальная схема установки для измерения тока объемной утечки че-рез диэлектрик представлена на рисунке 1. Здесь напряжение U подводится к нижнему 1 и верхнему 2 металлическим электродам, плотно прилегающим к поверхности образца твердого диэлектрика.

В качестве образцов используют диски диаметром от 25,d =100 мм или пластины квадратной формы со сторонами 50 или 100 мм. Толщина образцов может колебаться от нескольких сотых миллиметра (лаковые пленки) до нескольких миллиметров (пластмассы, керамика и другие).

Кроме нижнего электрода 1 и 2 верхнего, образец диэлектрика снабжают еще кольцевым (охранным) электродом 3 (рисунок 2). С помощью этого электрода и провода «а» отводится от гальванометра G ток поверхностной утечки Is, так как для вычисления удельного объемного сопротивления необходимо измерить только ток объемной утечки. Последний определяет при приложении к электродам 1 и 2 постоянного напряжения U, которые измеряют при помощи вольтметра V.

Электроды шириной в, установленные на расстоянии, а один от другого должны плотно прилегать к поверхности испытуемого диэлектрика.












Рисунок 1 Рисунок 2

Принципиальная схема установки Образец диэлектрика снабж-

для измерения тока объемной утечки через женный тремя элктрода

диэлектрик. ми, для определения удель-

ного объемного сопротив-

ления:

1-нижний электрод,

2-верхний электрод,

3-кольцевой (охранный)

электрод,

Общее объемного сопротивление образца диэлектрика согласно закона Ома

Rv = U/lv Ом

Удельное объемного сопротивление образца диэлектрика вычисляется по фор-

муле:

pv = Rv*S/h Ом*м

S- площадь верхнего электрода, м2

Rv- объемного сопротивление образца, Ом


h- толщина диэлектрика мм, через который проходит ток объемной утечки.

Значения удельного сопротивления у изоляционных материалов находятся в

пределах:

pv = 108 – 1018 Ом*м


Задание

1. Ознакомиться с принципиальной схемы установки для измерения тока

объемной утечки.

2. Определить рv для образцов твердых диэлектриков в зависимости от напряжения до (600 В) при комнатной температуре.

3. Определить, рv , для образцов твердых диэлектриков зависимости от температуры при заданном напряжении U, В.

4. После произведенных расчетов результаты занести в таблицу.



5. Сделать выводы.

6. Ответить на контрольные вопросы.


Наименование

материала



U,

В

Влажность

%

Удельное объемное сопротивление

pv

Rv, Ом

Iv, А

pv, Ом*м

гетинакс

220

25

70

171,87*108

1.28*10-8

214,83*108


220

25

70

90,90 *108

2,42*10-8

113.62*108


220

25

70

65,47*108

3,36*10-8

81,83*108


220

25

70

50,00*108

4,40*10-8

81,83*108


220

25

70

37,35*108

5,89*10-8

46,68*108


a = 50 мм , b = 50 мм, h = 2 мм

Порядок расчета удельного объемного сопротивления


1. Удельное объемного сопротивление образца диэлектрика вычисляем по формуле:

pv = Rv*S/h Ом*м


В данной формуле не известны объемное сопротивление образца диэлектрика.

При проведении испытаний электротехнических материалов их испытывают многократно в задание 5 испытаний, находим среднее значение pvср. - 5 значений складываем и делим на 5 –количество испытаний, сравниваем с предельными значениями по таблице. Делаем вывод соответствует данный материал своим свойствам.


2. Рассчитываем объемное сопротивление образца диэлектрика по формуле:

Rv = U/lv Ом


1. Rv1 = U/lv1 Ом = 220/1.28*10-8 = 171,87 Ом

2. Rv2 = 220/2,42*10-8 =90,90 *108 Ом

3. Rv3 = 220/3,36*10-8 = 65,47*108 Ом

4. Rv4 =220/4,40*10-8 = 50,0*108 Ом

5. Rv5 = 220/5,89*10-8 = 37,35*108 Ом


2. Удельное объемного сопротивление образца диэлектрика вычисляем по формуле:

pv = Rv*S/h Ом*м


Для облегчения расчетов мы найдем 1 раз отношение S/h, предварительно

Переведем мм в метры еденица измерения Ом*м в 1м – 1000 мм тогда

a = 50 мм/ 1000 =0, 05 м , b = 50 мм/1000, h = 2 мм/1000 = 0,002 м



S/h =0, 05*0, 05 /0,002 = 1,25

при известных всех значений рассчитываем pv

1. pv1 = Rv*S/h Ом*м=171,87*108 *1,25 = 214,83*108 Ом*м

2. pv2 = 90,90*108 *1,25 = 113.62*108 Ом*м

3. pv3 = 65,47*108 *1,25 = 81,83*108 Ом*м

4. pv 4 = 50,0*108 * 1.25 = 62,50*108 Ом*м

5. pv5 = 37,35*108 *1,25 = 46,68*108 Ом*м


3. Находим среднее значение удельное объемного сопротивление образца диэлек-трика гетинакса pvср.


pvср.= 214,83+113.62+81,83+62,5+81,83/5 =554,6/5 =110,92*108 Ом*м


4. По таблице удельное объемного сопротивление материала гетинакс -


p = 1010 – 1011 Ом*м

pv гетинакс = 110,92 *108 Ом*м = 1,10*1011 Ом*м


5. Вывод: испытуемый образец материал гетинакс соответствует своим диэлектрическим свойствам, расчет произведен верно и для дальнейшей работы годится.


Варианты заданий №1


Наименование

материала

U,

В

Влажность

%

Удельное объемное сопротивление pv

Rv, Ом

Iv, А

pv, Ом*м

гетинакс

220

25

70


4,80*10-8


220

25

70


2,24*10-8


220

25

70


6,36*10-8


220

25

70


5,50*10-8


220

25

70


3,85,*10-8


Варианты заданий №2


Наименование

материала

U,

В

Влажность

%

Удельное объемное сопротивление pv

Rv, Ом

Iv, А

pv, Ом*м

стеклотекстолит

220

25

70


3,80*10-8


220

25

70


2,24*10-8


220

25

70


4,36*10-8


220

25

70


5,50*10-8


220

25

70


6,85,*10-8




Варианты заданий №3


Наименование

материала

U,

В

Влажность

%

Удельное объемное сопротивление pv

Rv, Ом

Iv, А

pv, Ом*м

текстолит

220

25

70


1,80*10-8


220

25

70


3,24*10-8


220

25

70


4,36*10-8


220

25

70


2,50*10-8


220

25

70


1,85,*10-8


Варианты заданий №4


Наименование

материала

U,

В

Влажность

%

Удельное объемное сопротивление pv

Rv, Ом

Iv, А

pv, Ом*м

асботекстолит

220

25

70


1,80*10-8


220

25

70


2,24*10-8


220

25

70


1,36*10-8


220

25

70


2,50*10-8


220

25

70


1,85,*10-8



Содержание отчета

1 Расписать как проводятся испытания?

2. Начертить электрические схемы.

3. Составить таблицу внести в неё измеренные и вычисленные величины.

4. Сделать выводы


Контрольные вопросы

1. Почему у твёрдых диэлектриков различают объёмное и поверхностное
сопротивления?

2. В каких единицах измеряют удельное объёмное рv, и удельное рs
поверхностное сопротивления рs и по каким формулам можно их вычислить?

3. Как определяем удельное объемные электрическое сопротивление (схема).

4. Как определяем удельное поверхностные электрическое сопротивление
(схема).

5. По Вашим расчетам сравнив их с нормативными данными, испытуемые диэлек-трики, соответствуют своим свойствам электрическим свойствам?



Лабораторная работа №2


Тема: «Измерения электрических характеристик диэлектриков»


Определение удельных поверхностных электрических сопротивлений


Удельное поверхностное сопротивление можно определить при измерении
тока поверхностной утечки Is между двумя металлическими электродами 1 и 2 (рисунок 1), установленными на поверхности диэлектрика параллельно один другому.
Электроды шириной в, установленные на расстоянии «а» один от другого должны плотно прилегать к поверхности испытуемого диэлектрика.

Образец диэлектрика с двумя расположенными на его поверхности ножно-жевидными электродами 1 и 2 по поверхности диэлектрика будет протекать ток,
который измеряют при помощи гальванометра G. Вольтметр V позволяет изме-рить напряжение, приложенное к электродам 1 и 2 (рисунок 2). Вначале по закону Ома подсчитывают общее сопротивление Rs поверхности диэлектрика между
электродами 1 и 2:

Rs = U/ls Ом


Величина удельного поверхностного сопротивления ps определяют из общей формулы для подсчёта удельного сопротивления:


ps = Rs*S/l Ом*м


Образец диэлектрика с двумя расположенными на его поверхности ноже-видными электродами 1 и 2 по поверхности диэлектрика будет протекать ток, который измеряют при помощи гальванометра G. Вольтметр V позволяет изме-рить напряжение, приложенное к электродам 1 и 2 (рисунок 2). Вначале по закону Ома подсчитывают общее сопротивление Rs поверхности диэлектрика между электродами 1 и 2:

Rs = U/Is ОМ.


Величина удельного поверхностного сопротивления ps определяют из
общей формулы для подсчёта удельного сопротивления:


ps = Rs*S/ I Ом*м


для нашего случая длина пути утечки тока по поверхности образца диэлектрика равна расстоянию между электродами, то есть 1 = а . Вместо сечения S здесь приходится принять ширину электрода b, т.е. S = b. Тогда величина удельного поверхностного сопротивления определится по формуле:

ps = Rs b/а Ом*м








Рисунок 1. Рисунок 2.

Рассмотренный способ определения удельного поверхностного сопротив-
ления весьма прост, но вносит значительные погрешности вследствие измере-
ния гальванометром не только токов поверхностной утечки Is , но также и токов объемной утечки Iv, которые в этом случае не отводятся от гальванометра (рисунок 2). В таком методе имеются и другие причины, приводящие к погреш-ности измерения.

Удельное поверхностное сопротивление диэлектрика обычно определяется на тех же образцах материалов, что и удельное объемное сопротивление, но в качестве охранного электрода используют нижний электрод 1 (рисунок 3). Принципиальная схема установки для измерения тока поверхностной утечки Is на образце диэлектрика с концентрически расположенными электродами 2 и 3 (рисунок 5). В этой установке гальванометр G измеряет токи, протекающие по
поверхности диэлектрика (в кольцевом слое) от электрода 2 к электроду 3. Токи же объемной утечки Iv поступают на нижний электрод 1 и отводятся от гальванометра по проводу а. При помощи вольтметра V измеряют напряжение между электродами 2 и 3. Здесь же в начале подсчитывают величину общего поверхностного сопротивления Rs кольцевого слоя между концетрически расположенными электродами 2 и 3(по закону Ома):
Rs = U/Is Ом

Величина же удельного поверхностного сопротивления подсчитывается по формуле:

p = R* S/l Ом*м

Для этого случая длина пути утечки тока 1 по поверхности диэлектрика будет равна ширине зазора между электродами 2 и 3, т.е.:


L= d2 - d1/2 мм

Вместо сечения S здесь приходится пользоваться условным сечением длиной
















Рисунок 3.

Принципиальная схема установки для измерения тока поверхностной утечки по диэлектрику (а) и образец диэлектрика с концентрически расположенными электродами (б).


окружности электрода 2, можно взять длину внутренней окружности электрода 3, но чтобы уменьшить, в качестве условного сечения берут длину средней окружности d1+ d2 / 2.

Тогда величина условное сечения S длина средней окружности) будет равна:

S = π (d1+ d2/2) м


Подставляя найденные величины 1 и S, получим формулу для подсчёта удель- ного поверхностного сопротивления:

ps = Rs π (d1+ d2) / ( d2 - d1) Ом*м


Удельное поверхностное сопротивление диэлектриков бывает в пределах:

ps = 109 до 1016 Ом*м.


У проводниковых и полупроводниковых материалов измеряются только
общее удельное сопротивление p , так как у этих материалов нельзя выделить
удельное объёмное и удельное поверхностное сопротивление. Это объясняется
повышенной проводимостью этих материалов.


2. Рассчитываем поверхностное сопротивление образца диэлектрика по формуле:

Rs = U/ls Ом


Пример: производим расчет удельных поверхностных сопротивлений твердых диэлектриков материала гетинакс. В таблице указаны токи поверхностной утечки ls, температура , напряжение U, влажность (%). Размеры испытуемого образца твердого диэлектрика материала указаны гетинакса за таблицей.


Наименование

материала

U,

В

Влажность

%

Удельное объемное сопротивление

ps, Ом*м

RS, Ом

IS, А

ps,

Ом*м

гетинакс

220

25

70

78,29* 109

2,81*10-9

368,74

220

25

70

51,13* 109

4,22*10-9

240.82

220

25

70

65,47* 109

3,36*10-9

81,83

220

25

70

50,00*109

4,40*10-9

62,5

220

25

70

37,35*109

5,89*10-9

46,68


Размеры испытуемого образца твердого диэлектрика материала гетинакс

d2= 50 мм, d1= 10 мм


1. Rs1 = U/ls1 Ом = 220/2.81*10-9 = 78,29* 109 Ом

2. Rs2 = 220/4,22*10-9 =51,13 *109 Ом

3. Rs3 = 220/3,36*10-9 = 65,47*109 Ом

4. Rs4 =220/4,40*10-9 = 50,0*109 Ом

5. Rs5 = 220/5,89*10-9 = 37,35*109 Ом


2. Удельное объемного сопротивление образца диэлектрика вычисляем по фор-муле: ps = Rs π (d1+ d2) / ( d2 - d1) Ом*м


Для облегчения расчетов мы найдем π (d1+ d2)/( d2 - d1) , предварительно переведем мм в метры, единица измерения Ом*м в 1м – 1000 мм, тогда


d2= 50 мм/ 1000 =0, 05 м , d1= 10 мм/1000 = 0,01 м

π (d1+ d2)/( d2 - d1) =3,14*(0, 05+0, 01) / (0,05-0,01) = 4,71

при известных всех значений рассчитываем pS

1. ps1 = Rs* π (d1+ d2) / ( d2 - d1)=78,29*109 *4,71 = 368,74*109 Ом*м

2. ps2 = 51,13*109 *4,71 = 240,82*109 Ом*м

3. ps3 = 65,47*109 *4,71 = 81,83*109 Ом*м

4. ps 4 = 50,00*109 *4,71 = 62,50*109 Ом*м

5. ps5 = 37,35*109 *4,71 = 46,68*109 Ом*м


3. Находим среднее значение удельное поверхностное сопротивление образца диэлектрика гетинакса ps ср.

ps ср.= 368,74+240.82+81,83+62,5+46,68/5 =800,57/5=160,114*109Ом*м


4. По таблице удельное поверхностное сопротивление материала гетинакс -

p = 1010 – 1011 Ом*м

ps гетинакс = 160,114*109 = 1,601 *1011 Ом*м


5. Вывод: испытуемый образец материал гетинакс соответствует своим диэлектрическим свойствам расчет произведен верно и для дальнейшей работы годится.

Варианты заданий №1


Наименование

материала

U,

В

Влажность

%

Удельное объемное сопротивление

ps, Ом*м

RS, Ом

IS, А

ps,

Ом*м

гетинакс

220

25

70


3,80*10-9


220

25

70


1,24*10-9


220

25

70


4,36*10-9


220

25

70


5,50*10-9


220

25

70


3,85,*10-9


Варианты заданий №2


Наименование

материала

U,

В

Влажность

%

Удельное объемное сопротивление pS, Ом*м

RS, Ом

IS, А

PS, Ом*м

стеклотекстолит

220

25

70


3,80*10-8


220

25

70


2,24*10-8


220

25

70


4,36*10-8


220

25

70


5,50*10-8


220

25

70


6,85,*10-8


Варианты заданий №3


Наименование

материала

U,

В

Влажность

%

Удельное объемное сопротивление ps

Rs, Ом

Is, А

ps, Ом*м

текстолит

220

25

70


1,80*10-8


220

25

70


3,24*10-8


220

25

70


4,36*10-8


220

25

70


2,50*10-8


220

25

70


1,85,*10-8


Варианты заданий №4


Наименование

материала

U,

В

Влажность

%

Удельное объемное сопротивление ps

Rs, Ом

Is, А

ps, Ом*м

асботекстолит

220

25

70


1,80*10-8


220

25

70


2,24*10-8


220

25

70


1,36*10-8


220

25

70


2,50*10-8


220

25

70


1,85,*10-8



Содержание отчета

1 Расписать как проводятся испытания?

2. Начертить электрические схемы.

3. Составить таблицу внести в неё измеренные и вычисленные величины.

4. Сделать выводы


Контрольные вопросы

1. Почему у твёрдых диэлектриков различают объёмное и поверхностное
сопротивления?

2. В каких единицах измеряют удельное рs поверхностное сопротивления рs и по каким формулам можно их вычислить?

4. Как определяем удельное поверхностное электрическое сопротивление
(схема).

5. По Вашим расчетам, сравнив их с нормативными данными, испытуемые диэлектрики, соответствуют своим свойствам электрическим свойствам?






































































2.Задания для определения электрической прочности твердых диэлектриков.

Определить электрическую прочность твердых диэлектриков

(стеклотекстолит, гетинакс, текстолит)

стеклотекстолит

гетинакс

текстолит

Uпр, кВ

h, мм

Епр, кВ/мм

Uпр, кВ

h, мм

Епр, кВ/мм

Uпр, кВ

h, мм

Епр, кВ/мм

1. 35

2

17,5

1. 52

2

26

1. 9

2

1. 4,5

2. 50


25

2. 68


34

2. 14


2. 7

3. 48


24

3. 60


30

3. 15


3. 7,5

Находим электрическую прочность твердых диэлектриков Епр для каждого материала и по количеству испытаний:

Епр1= Uпр / h = 35/2=17,5 кВ/мм

Епр2=50/2=25 кВ/мм

Епр3=48/2=24 кВ/мм


Находим среднее значение электрической прочности Епр.ср. для каждого материала:


Епр.ср.= 17,5+25+24/3=21,16 кВ/мм

По таблице Епр стеклотекстолита – от 17 до 25 кВ/мм по нашим расчетам

Епр.ср= 21,16 кВ/мм, в пределах нормы, значит материал стеклотекстолит соответствует своим электроизоляционным свойствам и для дальнейшей работы годится.

Вариант № 1


стеклотекстолит

гетинакс

текстолит

Uпр, кВ

h, мм

Епр, кВ/мм

Uпр, кВ

h, мм

Епр, кВ/мм

Uпр, кВ

h, мм

Епр, кВ/мм

1. 28

2


1. 56

2


1. 10

2


2. 40



2. 70



2. 12



3. 48



3. 51



3. 15




Вариант № 2


стеклотекстолит

гетинакс

текстолит

Uпр, кВ

h, мм

Епр, кВ/мм

Uпр, кВ

h, мм

Епр, кВ/мм

Uпр, кВ

h, мм

Епр, кВ/мм

1. 32

2


1. 42

2


1. 7

2


2. 40



2. 58



2. 10



3. 38



3. 40



3. 14




Вариант № 3


стеклотекстолит

гетинакс

текстолит

Uпр, кВ

h, мм

Епр, кВ/мм

Uпр, кВ

h, мм

Епр, кВ/мм

Uпр, кВ

h, мм

Епр, кВ/мм

1. 42

2


1. 50

2


1. 12

2


2. 40



2. 48



2. 10



3. 50



3. 30



3. 15



















2.Задания для определения электрической прочности жидких диэлектриков.

Определить электрическую прочность жидких диэлектриков



Минеральное масло

совол

трансформаторное масло

конденсаторное масло

Uпр, кВ

h, мм

Епр, кВ/мм

Uпр, кВ

h, мм

Епр, кВ/мм

Uпр, кВ

h, мм

Епр, кВ/мм

1. 43,75

2,5

17,5

1. 50

2,5


1. 30

2,5


2. 47,5


19

2. 48



2. 36



3. 40


16

3. 40



3. 40




Находим электрическую прочность Епр жидких диэлектриков для каждого материала и по количеству испытаний:

1. Трансформаторное масло

Епр1= Uпр / h = 43,75/2,5=17,5 кВ/мм

Епр2=47,5/2,5= 19 кВ/мм

Епр3=40/2,5= 16,0 кВ/мм


Находим среднее значение электрической прочности Епр.ср. для каждого материала:


Епр.ср.= 17,5+19+16/3=17,5 кВ/мм

По таблице Епр – трансформаторного масла от 15 до 20 кВ/мм по нашим расчетам

Епр.ср= 17,5 кВ/мм, в пределах нормы, значит материал стеклотекстолит соответствует своим электроизоляционным свойствам и для дальнейшей работы годится.

2.Задания для определения электрической прочности жидких диэлектриков.


Определить электрическую прочность жидких диэлектриков (минеральных масел трансформаторного масла, конденсаторного масла, синтетической жидкости со-вол)

Вариант № 1


Минеральное масло

совол

трансформаторное масло

конденсаторное масло

Uпр, кВ

h, мм

Епр, кВ/мм

Uпр, кВ

h, мм

Епр, кВ/мм

Uпр, кВ

h, мм

Епр, кВ/мм

1. 38

2,5


1. 50

2.5


1. 35

2,5


2. 40



2. 48



2. 42,5



3. 43



3. 40



3. 40




Вариант № 2


Минеральное масло

совол

трансформаторное масло

конденсаторное масло

Uпр, кВ

h, мм

Епр, кВ/мм

Uпр, кВ

h, мм

Епр, кВ/мм

Uпр, кВ

h, мм

Епр, кВ/мм

1. 35

2


1. 50

2


1. 30

2


2. 40



2. 48



2. 36



3. 30



3. 40



3. 40













Задание

1. Изучение теоретической части о жидких диэлектриках.

2. Исследование порядка испытания жидких диэлектриков на электрическую
прочность.

3. Произвести расчет электрической прочности жидких диэлектриков минераль- ных масел транс­форматорного, конденсаторного масел, синтетической жидкос-ти совола.

4. Оформить отчет.

5. Подготовиться к защите.

6. Сделать вывод:

Содержание отчета.


1. Название лабораторной работы.

2. Цель работы.

3. Краткое описание теоретической и практической части.

4. Произвести расчет Епр электрической прочности трансформаторного и кон- денсаторного масла, совола:

- занести в таблицу расчеты

- определить среднее значение Епр.

5. Сделать вывод.






















Лабораторная работа № 5


Определение диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлекрических потерь твердого диэлектрика.


Цель работы:


Закрепить понятия диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлекричес-ких потерь твердого диэлектрика:

- изучить работу принципиальной схемы моста переменного тока.

- изучить удельные диэлектрические потери.


Пояснение к работе


Диэлектрическая проницаемость-эта характеристика позволяет определить способность диэлектрика при нанесении на него электродов и подаче напряжения образовывать электрическую емкость.

Диэлектрическая проницаемость данного диэлектрика определяется из величины ёмкости Сх конденсатора, имеющего этот диэлектрик, В большинстве случаев для этого измерения используют плоский конденсатор (см. Рис.).

Рисунок. Принципиальная схема моста переменного тока


Электрическую ёмкость (Сх) конденсатора с испытуемым диэлектриком измеряют при помощи моста переменного тока (см. Рис.).

К мосту переменного тока подводится переменное напряжение (частотой

50 гц) от однофазного трансформатора Тр, один из выводов которого заземлен. Соответственно заземлена точка 3 моста. Исследуемый образец Сх диэлектрика включается в ветвь 1-2 моста. В противоположной ветви 1-4 моста включен образцовый воздушный конденсатор Со, Два разрядника Р, подключенные к точкам моста 2 и 4, предназначены для отведения в землю токов в случае пробоя испытуемого диэлектрика Сх или образцового конденсатора С4 Работа на мосте переменного тока сводится к подбору регулируемого сопротивления R3 и емкости С4 при которых вибрационный гальванометр ВГ будет показывать нуль. При достигнутом равновесии моста искомая величина емкости Cх вычисляется по формуле:

Сх=Co(R4/ Ro) пФ, где


C0 – емкость образцового (воздушного) конденсатора, пф

R3 - переменное (регулируемое) сопротивление оформленная в виде магазина проволочных сопротивлений.

R4 – образцовое (постоянное) проволочное сопротивление, равное 10000/π Ом

По величине емкости Сх и известным величинам S и h подсчитывают диэлектрическую проницаемость электроизоляционного материала:


ε = hCх / ε0S

ε0 = электрическая постоянная (8,85416 *10-12 Ф/м)

Диэлектрическими потерями называют мощность, поглощаемую диэлектриком под действием приложенного напряжения. Потери мощности вызываются электропроводностью и медленными поляризациями, tgõ определяет потери энергии в диэлектриках, но в сильной степени зависит от температуры.

Тангенс угла диэлекрических потерь tgõ является важным параметром, харак-

теризующем качество диэлектрика при работе на переменном напряжении. Таким образом:

- чем меньше tgõ тем лучше качество диэлектрика т.к. меньше потери энергии.

- увеличение tgõ вызывает нагрев диэлектрика и его разрушение.

Диэлектрические потери определяются по формуле:


Pa=U2wCtgõ Вт

Pa –мощность теряемая в диэлектрике, Вт

U2- напряжение В

С- емкость диэлектрика (изоляции) единица измерения (фарады) Ф

tgõ- тангенс угла диэлектрических потерь измеряют на том же мосте переменного тока.

Для диэлектриков, применяемых в технике высоких частот и высоких напряжений, значение tgõ не должно превышать 10-4…10-3. Значение tgõ диэлектриков в менее ответственных условиях, допускается большим.

Жидкие и твердые диэлектрики высшего класса имеют tgõ=(от 2 до 6)*10-4 , а остальные tgõ = 0,002 до 0,05

При достигнутом равновесии моста величину tgõ вычисляют по формуле, согласно которой tgõ численно равен величине регулируемой емкости С4

моста т.е

tgõ = С4

С4- регулируемая образцовая емкость в мосте переменного тока, оформленная в виде магазина слюдяных конденсаторов.

Задание

1. Изучение теоретической части «Диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлекрических потерь твердого диэлектрика»:

- изучить работу принципиальной схемы моста переменного тока.

- изучить удельные диэлектрические потери.

2. Устный опрос теоретической части. В виду того, что тема «Диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлекрических потерь твердого диэлектрика» не рассматривается в изучаемых разделах по КТП изучение теоретической части проходим на лабораторной работе.

3. Оформить отчет.

5. Подготовиться к защите.

6. Сделать выводы.

Содержание отчета.


1. Название лабораторной работы.

2. Цель работы.

3. Описание теоретической части.

4. Сделать вывод.


Контрольные вопросы



1. Определение, что называется диэлектрической проницаемостью?

2. Определение, что называется тангенсом угла диэлекрических потерь?

3. Как определяют диэлектрическую проницаемость (формулы)?Работа прин-ципиальной схемы моста переменного тока.

4. Тангенс угла диэлекрических потерь tgõ является важным параметром, и что он характеризует?

5. Сделать выводы по изученной лабораторной работе.




-80%
Курсы дополнительного образования

Химическая завивка волос. Наращивание и кератиновое выпрямление волос

Продолжительность 72 часа
Документ: Cвидетельство о прохождении курса
4000 руб.
800 руб.
Подробнее
Скачать разработку
Сохранить у себя:
Лабораторная работа по ЭТМ (432 KB)

Комментарии 0

Чтобы добавить комментарий зарегистрируйтесь или на сайт