8.2. Описание установки
Для снятия вольт-амперной характеристики нелинейных сопротивлений в лабораторной работе используется схема, показанная на рис. 8.2.
Рис. 8.2. Схема включения приборов для снятия вольт-амперной характеристики
При данной схеме измерения величина статического сопротивления, Ом, испытуемых образцов может быть найдена по формуле
, (8.2)
где rmA – внутреннее сопротивление миллиамперметра на данном пределе измерения, Ом.
Но
поскольку
rmA<<U,
с достаточной для практики точностью
значение статистического сопротивления,
Ом, можно вычислить по приближенной
формуле
. (8.3)
8.3. Порядок выполнения работы
Собрать схему для снятия вольт-амперной характеристики нелинейных сопротивлений согласно рис. 8.3. Убедиться в том, что положение ползунка регулировочного реостата R соответствует минимуму подаваемого напряжения.
После проверки схемы руководителем снять вольт-амперные характеристики заданных образцов нелинейных сопротивлений. Напряжение, подводимое к испытуемому диску, плавно повышается с помощью регулировочного реостата R, включенного по схеме делителя напряжения, и контролируется по показаниям вольтметра. Начиная со значения U=30 В, через каждые 10 В производится отсчет по миллиамперметру тока в цепи, соответствующего данному напряжению. При необходимости следует изменить пределы измерения приборов. Результаты измерений заносятся в табл.8.1.
Таблица 8.1
Результаты измерений
|
Номер измерения |
Образец №1 |
Образец №2 | ||||
|
U, В |
А |
R, Ом |
U, В |
А |
R, Ом | |
|
|
|
|
|
|
|
|
,
,
Определить значение статического сопротивления испытуемых образцов для рассмотренных значений напряжения.
Построить зависимость статического сопротивления от величины приложенного напряжения.
Построить вольт-амперные характеристики U=f(I) и зависимости сопротивления от величины тока, протекающего по нелинейному сопротивлению R=f(I), для всех испытаний образцов в одних осях координат.
Произвести аппроксимацию вольт-амперной характеристики испытуемых сопротивлений по уравнению (8.1), найдя значения постоянных α и С по опытным данным для каждого из испытаний образцов.
Для этого нужно на полученной опытным путем вольт-амперной характеристике взять две точки 1 и 2 (см. рис. 8.1), возможно дальше отстоящие одна от другой (к примеру, точка 1 может быть взята до перегиба, а точка 2 дальше перегиба кривой). Для каждой из этих точек согласно уравнению (8.1) можно составить систему уравнений
, (8.4)
Решение системы уравнений (8.4) относительно постоянных дает следующее выражение
, (8.5)
По полученным уравнениям рассчитать и построить вольт-амперную характеристику испытанных сопротивлений в одних осях координат с характеристиками, построенными по данным табл. 8.1.
8.4. Содержание отчета
Отчет должен содержать:
– описание цели работы;
– принципиальную схему установки;
– таблицы измеренных и вычисленных величин;
– данные электроизмерительных приборов, использовавшихся в работе;
– расчетные формулы и примеры вычислений;
– графики U=f(I), R=f(I), R=f(U) для всех испытанных образцов, а также аппроксимированный график U=f(I);
– выводы по результатам работы.
8.5. Контрольные вопросы
1. Опишите принцип действия и основные характеристики вентильных разрядников.
2. Какими путями достигается уменьшение остающегося напряжения разрядника?
3. Чем объяснить нелинейную зависимость сопротивления материала резистора от приложенного напряжения?
4. Как влияют постоянные α и С на основные характеристики вентильных разрядников?
5. Дайте характеристику пропускной способности нелинейного элемента разрядника.
9. Лабораторная работа № 7 ИЗМЕРЕНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЕ
Цель работы: проверить экспериментально величины диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости полярного диэлектрика и характеристику частотной зависимости для исследуемого материала; ознакомиться с одним из методов измерения диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости.
9.1. Исследуемый материал
В данной работе исследуется масляно-канифольный компаунд. Компаундами называются смеси различных органических веществ. Масляно-канифольный компаунд представляет собой смесь 20 % трансформаторного масла с 80 % канифоли.
Трансформаторное масло – нейтральный диэлектрик, канифоль – диэлектрик с характерными полярными свойствами. В исходном состоянии масляно-канифольный компаунд – твердое вещество, при температуре 170–190 C расплавляется и переходит в жидкое состояние. При охлаждении вновь затвердевает, следовательно, он называется «термопластический компаунд горячей заливки». Применяется при монтажных работах для заливки кабельных соединительных, ответвительных и концевых муфт (в кабельной технике известен под названием кабельной массы). Заливка компаундом различных концов кабелей в муфтах служит для того, чтобы влага не проникла в изоляцию. При пропитке пористой бумажной изоляции компаунды обеспечивают ее высокую влагостойкость и влагонепроницаемость, так как при охлаждении они полностью затвердевают и в них не остается пар от испаряющегося растворителя, что может наблюдаться при пропитке лаками. Кроме того, пропитка компаундом позволяет увеличить пробивные напряжения между отдельными разделенными фазами силового кабеля, а также фазами и корпусом муфты. Компаунд применяется для заполнения воздушных промежутков вокруг катушек, выходных трансфоматоров и дросселей, что улучшает условия отвода тепла потерь и позволяет повысить мощность электрических аппаратов. В процессе работы из исследуемого материала изготовляется плоский конденсатор. Толщина диэлектрика 3 мм.