To'liq matnli qidiruv:
Bosh sahifa > Laboratoriya ishi >Sanoat, ishlab chiqarish
№7 laboratoriya
“Materialshunoslik” fanidan
“Gazsimon dielektriklarning elektr quvvatini aniqlash” mavzusida.
O'qituvchi:
Belyanov A.V.
Ishning maqsadi:
Bir jinsli va bir jinsli bo'lmagan elektr maydonlarida gazsimon dielektriklarning parchalanish xususiyatlarini eksperimental o'rganish.
Bir jinsli va bir jinsli bo'lmagan elektr maydonlarida gazsimon dielektriklarning elektr quvvatini o'rganish.
Savollar:
Gazsimon dielektriklarda elektr o'tkazuvchanlik jarayoni qanday sodir bo'ladi?
Nima uchun dielektriklar elektr quvvatini yo'qotadi? Qanday parametrlar buzilishni tavsiflaydi? Havoning parchalanish mexanizmini tushuntiring.
Elektr, elektrotermik, elektrokimyoviy va ionlanishning parchalanish jarayonlari qanday
Gazsimon dielektriklarning boshqa turdagi elektr izolyatsion materiallardan qanday afzalliklari bor.
Dielektrikning qutblanishi deyiladi. Polarizatsiyaning qaysi turlarini bir lahzali deb hisoblash mumkin va qaysi biri kechiktiriladi? Polarizatsiya turlari va dielektrik yo'qotishlar mexanizmi o'rtasidagi munosabatni o'rnating?
Havo qizdirilsa, uning parchalanish kuchlanishi xuddi shunday o'zgaradimi: a) doimiy bosimda; b) doimiy hajmda.
Gaz bosimi uning elektr quvvatiga va ionlanish yo'qotishlariga qanday ta'sir qiladi?
Bir jinsli va bir jinsli bo'lmagan elektr maydonida gazning parchalanishi o'rtasidagi farq nima? Gazda qanday qilib bir xil maydon hosil qilish mumkin? Nima uchun bir xil maydondagi gazning parchalanish kuchlanishi elektrodlar orasidagi masofa ortishi bilan ortadi?
Qaysi elektr qurilmalar dielektrik sifatida havodan foydalanadi? Nima uchun boshqa gazlar elektr izolyatsiya materiallari sifatida ishlatilishini tushuntiring? Misollar keltiring.
Elektrodlarning shakli havoning elektr quvvatiga qanday ta'sir qiladi?
Mustaqil gaz tashlanishi qanday sharoitlarda sodir bo'ladi?
Elektr izolyatsion materiallar uchun Om qonuni qanday sharoitlarda kuzatiladi?
Havoning parchalanish kuchlanishining doimiy bosimdagi elektrodlar orasidagi masofaga bog'liqligini grafik tarzda tuzing. Agar bosim dastlabki bosimdan kamroq bo'lsa, grafikning ko'rinishi qanday o'zgaradi?
Elektrodlar orasidagi turli masofalarda gazning parchalanish kuchlanishining bosimga bog'liqligini grafik tarzda tuzing.
Elektrotermik buzilish qanday sodir bo'ladi va davom etadi? Elektrotermik parchalanish vaqtida buzilish kuchlanishining qiymati qanday omillarga bog'liq?
Qanday qilib buzilish kuchlanishi qo'llaniladigan kuchlanish chastotasiga va atrof-muhit haroratiga bog'liq?
Ionlanishning parchalanishiga qanday jarayonlar sabab bo'ladi? U qanday dielektriklarga xos?
Elektr uzilishining termal parchalanish mintaqasiga o'tish sababini qanday omillar tushuntiradi?
Qattiq dielektrik bilan chegarada havoning parchalanish kuchlanishi qanday o'zgaradi?
Hisobotda quyidagilar bo'lishi kerak:
Laboratoriyaning sxematik diagrammasi
Sinov natijalari jadvallari: 1, 2, 3.
Bog'liqlik chizmalariU va boshqalar =f(h) va E va boshqalar =f(h) bir xil va bir xil bo'lmagan elektr maydonidagi havo uchun
xulosalar
Asosiy tushunchalarni ajratish
Juda yuqori kuchlanishli bo'lmagan elektr maydoni ta'sirida bo'lgan dielektrik o'tkazmaydigan muhitdir. Agar maydon kuchi ma'lum bir kritik qiymatdan oshsa, dielektrik o'zining elektr izolyatsion xususiyatlarini yo'qotadi. Elektr maydoni ta'sirida dielektrikda o'tkazuvchi kanal hosil bo'lishiga elektr uzilishi deyiladi. Bunday holda, dielektrikni yo'q qilish jarayoni sodir bo'ladi, buning natijasida dielektrik o'tkazmaydigan holatdan yuqori o'tkazuvchanlik holatiga o'tadi. Butun namuna bu holatda bo'lmaydi, faqat elektroddan elektrodga yo'naltirilgan tor kanal.
Oddiy kuchlanishlarda dielektrik namunaning volt-amper xarakteristikasi chiziqli, ammo yaqinlashishi bilan.UKimgaU va boshqalar chiziqlidan chetga chiqadi (1-rasm)
1-rasm– Volt– amper xarakteristikasi
dielektrik parchalanish paytida.
Buzilish vaqtida dielektrik orqali oqish oqimi keskin ortadi va shunga mos ravishda izolyatsiya qarshiligi pasayadi, shuning uchundI/ dU .
Buzilish joyida uchqun yoki elektr yoyi paydo bo'ladi. Natijada, elektrodlar o'rtasida yuqori o'tkazuvchan kanal hosil bo'ladi va namuna qisqa tutashgan bo'lib, oqim kuchayishiga qaramay, kuchlanish pasayishni boshlaydi.
Dielektrikning parchalanishi sodir bo'ladigan kuchlanish deb ataladi U pr va kuchlanishning mos keladigan qiymati. elektr maydoni dielektrikning elektr quvvati E pr deb ataladi.
Buzilish kuchlanishiU va boshqalar elektr izolyatsiyasi uning qalinligiga bog'liq, ya'ni. elektrodlar orasidagi masofa bo'yicha: elektr izolyatsion materialning qatlami qanchalik qalinroq bo'lsa, buzilish kuchlanishi shunchalik yuqori bo'ladi. Ammo bir xil qalinlikdagi turli dielektriklar turli xil buzilish kuchlanishlariga ega.U va boshqalar.
Elektr quvvati E va boshqalar dielektrik materialning eng muhim parametri bo'lib, materialning elektr maydonida yo'q qilishga qarshi turish qobiliyatini tavsiflaydi va elektr izolyatsiyasi, mashinalar, transformatorlar, kabellar, kondensatorlar va boshqa qurilmalarni hisoblash va loyihalashda keng qo'llaniladi. ularning ishonchliligi va chidamliligini baholash
Bir xil elektr maydonining eng oddiy holati uchun dielektrik kuch quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:
E va boshqalar = U va boshqalar / h (1)
QayerdaE va boshqalar – dielektrik quvvati V/m; MV/m
U va boshqalar – buzilish kuchlanishi, V;
h – parchalanish joyidagi dielektrik qalinligi, m
Har qanday elektr qurilmaning ishonchli ishlashi uchun uning izolyatsiyasining ish kuchlanishiU qul buzilish kuchlanishidan sezilarli darajada past bo'lishi kerak. MunosabatU va boshqalar / U qul xavfsizlik omili deb ataladi.
Buzilishning fizik tabiati
Dielektrik parchalanishning to'rtta asosiy turi mavjud:
elektr buzilishi.
Elektrotermik sinov.
Elektrokimyoviy sinov.
Ionizatsiya testi.
elektr buzilishi. Ushbu turdagi buzilish elektron ta'sirning ionlashuvidan kelib chiqadi va deyarli bir zumda 10 ichida davom etadi -8 – 10 -5 Bilan. Elektr parchalanishi jarayonida dielektrik uning atomlari, molekulalari yoki ionlarining elektr zaryadlariga elektr maydonida ta'sir qiluvchi kuchlar tomonidan yo'q qilinadi. Elektr uzilishida elektr quvvati E va boshqalar gazsimon dielektrik (havo) normal sharoitda E qiymatiga etadi va boshqalar = 3MV/m (uchun eng yuqori qiymatU , h=1 sm)
Elektrotermik (issiqlik) buzilish dielektrik yo'qotishlari yoki elektr o'tkazuvchanligi tufayli dielektrikning issiqlik muvozanatining buzilishi natijasida yuzaga keladi. Termik parchalanish dielektrikda chiqarilgan issiqlik va atrof-muhitga chiqariladigan issiqlik o'rtasidagi muvozanat buzilganda sodir bo'ladi. Rivojlanish vaqti va hajmiU va boshqalar issiqlik buzilishi elektr izolyatsiyalash mahsulotining dizayni va dielektrikda chiqarilgan issiqlikni atrof-muhitga olib tashlash shartlariga bog'liq. Termal parchalanish 10 ichida rivojlanadi -3 – 10 -2 s., u elektrdan ko'p marta sekinroq.
Elektr buzilishi bilanU va boshqalar qo'llaniladigan kuchlanish chastotasiga bog'liq (chastotaning ortishi bilan).U va boshqalar kamayadi) va atrof-muhit haroratida (dielektrik haroratining dastlabki ishi), uning ortishi bilan kamayadi.
Sof elektr buzilish mintaqasidan elektrotermik parchalanish hududiga o'tish quyidagi omillarga bog'liq:
boshlang'ich haroratning oshishi;
chastotani yanada oshirish bilan to'g'ridan-to'g'ri kuchlanishdan o'zgaruvchan kuchlanishga o'tish;
sovutish sharoitlarining yomonlashishi.
Elektrokimyoviy buzilish (elektr eskirish). O'zgarishlarga olib keladigan kimyoviy jarayonlar tufayli yuzaga keladi kimyoviy tarkibi va elektr maydoni ta'sirida dielektrik struktura. Elektrokimyoviy parchalanishning rivojlanish vaqti 10 ga teng 3 – 10 8 Bilan. va dielektrikning ishlash muddati deyiladit va . Ishlash muddati kuchlanish va haroratga bog'liq: kuchlanish yoki haroratning oshishi bilant va odatda kamayadi.
Ionlanishning parchalanishi dielektrikdagi qisman razryadlar hisobiga ionlanish jarayonlari natijasida yuzaga keladi va dielektrikning gaz g'ovaklarida hosil bo'lgan kimyoviy agressiv moddalarning dielektrikga ta'siri bilan izohlanadi. Bu havo qo'shimchalari bo'lgan dielektriklar uchun xosdir (masalan, qog'oz izolyatsiyasi). Havo g'ovaklarida yuqori elektr taranglikda havo ionlanishi, ionlarning hosil bo'lishi va issiqlik chiqishi sodir bo'ladi. Bu omillarning barchasi izolyatsiyani asta-sekin yo'q qilishga va E.ning pasayishiga olib keladi va boshqalar.
Gazsimon dielektriklarning parchalanishi
Gazsimon dielektriklar elektrotexnikada keng qo'llaniladi: yuqori voltli kalitlar, gaz bilan to'ldirilgan kondensatorlar, elektr stantsiyalarining o'tkazgichlari. Ba'zi hollarda gazsimon dielektriklarning mavjudligi muqarrar bo'ladi. Yuqori kuchlanishli elektr uzatish liniyalarida, transformatorlarning elektr izolyatsiyalash bloklarida havo asosiy izolyatsion vosita hisoblanadi.
Gazsimon dielektriklarning elektr quvvati suyuq va qattiq dielektriklarga nisbatan past. Ammo gazlar ham xarakterli qimmatli xususiyatlarga ega:
Bo'shatishdan keyin elektr quvvatini tiklash.
Past zichlik (ρ havo =1,29 kg/m 3 , ρ azot =1,25kg/m 3 , ρ SF6 =6,7kg/m 3 )
yuqori qiymat qarshilik ρ = 10 18 – 10 20 ohm . m.
Kam dielektrik qiymat.
Kichik dielektrik yo'qotish burchagitg δ ≈ 10 -6 .
Qarish yo'q.
Gazsimon dielektriklar faqat past kuchlanishlarda yuqori elektr izolyatsion xususiyatlarga ega. Gazning izolyatsion xossalari tabiiy holatdagi gazlarning atomlari va molekulalari neytral, zaryadsiz zarralar ekanligi bilan izohlanadi. Tashqi ionizatorlar (kosmik va quyosh nurlari, radioaktiv nurlanish) ta'sirida barcha gazlarda oz miqdorda elektr zaryadlangan zarrachalar mavjud.– xaotik termal harakatdagi elektronlar va ionlar, ya'ni. gazni ionlash jarayoni sodir bo'ladi. Tashqi elektr maydon ta'sirida atomlarning elektron qobiqlarining elastik deformatsiyalari va ularning yadrolariga nisbatan siljishi sodir bo'ladi. Agar gaz molekulasi ion tuzilishga ega bo'lsa, u holda ionlar ham bir-biriga nisbatan siljiydi. Natijada elektron va ion polarizatsiyasi yuzaga keladi. Agar gaz dipol molekulalaridan iborat bo'lsa, u holda dipol polarizatsiyasi ham sodir bo'ladi. Gaz atomlari va molekulalarining qutblanish darajasi o'tkazuvchanlik bilan tavsiflanadiε . Elektrotexnikada ishlatiladigan gazsimon dielektriklarning ko'pchiligi qutbsiz va ularning o'tkazuvchanligiε ≈ 1.
Gazning ionlanishi gazning kichik elektr o'tkazuvchanligiga olib keladi. Gazning ionlanishi bilan bir vaqtda musbat va manfiy ionlarning rekombinatsiyasi neytral molekulalar va atomlarning hosil bo'lishi bilan sodir bo'ladi. Kam elektr maydon kuchida ionlanish va rekombinatsiya jarayonlari o'rtasida muvozanat saqlanadi.
2-rasm– Giyohvandlik
kuchlanishdan oqim,
P 
hajmiga qo'llaniladi
gaz.
Oqim kuchlanishining xarakteristikasi shuni ko'rsatadiki, zaif elektr maydonlari hududida gazdagi oqim qo'llaniladigan kuchlanishga mutanosib ravishda ortadi va bu erda Ohm qonuni kuzatiladi. 2-rasmda bu OA mintaqasiga to'g'ri keladi. Bu bo`limning o`ziga xosligi shundaki, gazda ionlanish bilan birga xaotik uzluksiz issiqlik harakatini amalga oshiradigan musbat ionlar va elektronlarning birlashishi natijasida yuzaga keladigan rekombinatsiya sodir bo`ladi. Rekombinatsiya natijasida neytral gaz molekulalari hosil bo'ladi. Zaif maydonlarda havoning o'ziga xos o'tkazuvchanligi 10 ga yaqin -15 sm/m.
Kuchlanishning yanada oshishi bilan oqim va kuchlanish o'rtasidagi mutanosiblik buziladi. Oqim kuchlanishdan ko'ra sekinroq o'sishni boshlaydi va oqim kuchlanishining xarakteristikasi egila boshlaydi (2-rasmdagi AB bo'limi). Kuchlanishning oshishi ma'lum bir qiymatga erishilganda o'tkazuvchanlik oqimi kuchlanishga bog'liq bo'lishni to'xtatadi. 2-rasmdagi BC ning gorizontal qismiga to'g'ri keladigan tokning to'yinganligi sodir bo'ladi.Ushbu bo'limda tashqi ionizatorlar ta'sirida dielektrikda hosil bo'lgan barcha zaryadlangan zarralar elektr maydon tomonidan elektrodlarga qayta birlashtirilmasdan olib boriladi. Dielektrikda oqayotgan oqim uning to'yinganligiga etadi. To'yinganlik oqimi kondansatkichdagi elektrodlar orasidagi masofaga bog'liq.
Oqim kuchlanishining xarakteristikasi bo'yicha OS egri o'z-o'zidan barqaror bo'lmagan zaryadga mos keladi. Uni saqlab turish uchun o'z-o'zidan barqaror bo'lmagan oqim tashqi omillar ta'sirida zaryadsizlanish oralig'ida doimiy ravishda zaryadlangan zarrachalarning shakllanishini talab qiladi. Gazning ionlanishi asosan elektronlar hisobiga sodir bo'ladi, chunki musbat ionlar kamroq harakatchanlikka ega.
Kuchlanishning yanada oshishi bilan zaryadlangan zarrachalarning tezligi keskin oshadi, buning natijasida ularning neytral gaz zarralari bilan tez-tez to'qnashuvi sodir bo'ladi. Natijada, elektronlar atomlaridan ajralib, yangi elektr zaryadlangan zarralar: erkin elektronlar va ionlar hosil bo'ladi. Bu jarayon zarba ionlashuvi (SE mintaqasi) deb ataladi va gazning parchalanishiga olib keladi. Ta'sirli ionlanish jarayonida tashqi omillarning ta'siri natijasida paydo bo'lgan dastlabki elektronlar keyingi ionlanish jarayonida ishtirok etib, yangi elektronlar hosil qiladi.
Natijada, birlamchi elektron ko'chkisi paydo bo'ladi, bu 10 tezlikda 5 m/s anodga o‘tadi. Ko'chki yo'lida elektronlar va musbat ionlardan iborat kanal hosil bo'ladi, unda zaryad zichligi tez o'sib boradi va anod yaqinidagi ko'chkining boshida maksimal darajaga etadi. Kuchlanish kuchayishi bilan, o'z-o'zidan bo'lmagan zaryadsizlanish o'z-o'zidan ta'minlanadi. Tashqi ionizatorlar bo'lmagan taqdirda ham o'z-o'zidan oqim mavjud bo'lishi mumkin. Ionlar va elektronlar kontsentratsiyasining oshishi bu holda zaryadsizlanishning o'zi bilan bog'liq yangi elementar jarayonlar tufayli sodir bo'ladi.
Ba'zi zaryadsizlanish turlarida elektron ko'chkilar katodga ijobiy ionlarning ta'siri tufayli elektronlarni hosil qiladi. Gaz bosimiga, tashqi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qarshiligiga, elektr maydonining bir hil bo'lmaganlik darajasiga va boshqa bir qator omillarga qarab, zaryadsizlanishning turli shakllari mumkin.
Oddiy atmosfera bosimida, elektrodlar orasidagi katta masofada, lekin kam quvvatli oqim manbai bo'lgan bir xil elektr maydoni mavjudligida havoning buzilishi uchqun shaklida sodir bo'ladi. Ushbu turdagi razryadda alohida elektron ko'chkilari birlashadi va uzluksiz kanal hosil qiladi. Ko'proq harakatlanuvchi elektronlar anod tomon tezroq harakat qiladi, shuning uchun kanal asosan musbat ionlardan iborat bo'lib, oqim deb ataladi. Strimer katod tomon 10 tezlikda harakat qiladi 6 Xonim. Strimer katodga etib kelganida va elektr o'tkazuvchan plazma kanali tushirish bo'shlig'ini yopsa, asosiy uchqun kanali hosil bo'ladi. Gazning parchalanish kuchlanishi uchqun chiqishi sodir bo'ladigan kuchlanishdir. Agar kuchlanish manbasining kuchi etarli bo'lsa, u holda uchqun chiqishi kamonga aylanishi mumkin.
Bir jinsli bo'lmagan elektr maydonidagi gazning parchalanishi bir xil maydondagi parchalanishdan farq qiladi. Uchi va tekislik, koaksiyal tsilindrlar, sferik yuzalar o'rtasida bir jinsli bo'lmagan maydon hosil bo'ladi, agar ular orasidagi masofa shar radiusidan katta bo'lsa.
Bir xil bo'lmagan elektr maydonida gazning parchalanishi bir xil gaz qatlamining bir xil elektr maydonidagi parchalanishiga nisbatan pastroq kuchlanishda sodir bo'ladi. Dastlab, gaz qatlamining to'liq bo'lmagan elektr yo'q qilinishi kichikroq radiusli elektrod yaqinida sodir bo'ladi, chunki uning yuzasi yaqinida eng yuqori elektr maydon kuchlari kuzatiladi. Voltaj ko'tarilganda, tojni oqizish sodir bo'ladi. Kuchlanishning yanada oshishi bilan toj uchqun chiqishiga o'tadi va manbaning etarli kuchi bilan– yoyda.
At yagona elektr maydonidaT= constgazsimon dielektrikning parchalanishi quyidagi formula bilan ifodalanadi:
U va boshqalar = Aph (2)
QayerdaU va boshqalar = gaz qatlamining parchalanish kuchlanishi, V;
R– gaz bosimi
h – elektrodlar orasidagi masofa, m;
A– koeffitsienti.
3-rasmda turli gazlarning parchalanish kuchlanishining bosim mahsulotiga va elektrodlar orasidagi masofaga bog'liqliklari ko'rsatilgan.
3-rasm– Turli gazlarning parchalanish kuchlanishining bosim mahsulotiga va elektrodlar orasidagi masofaga bog'liqligi
1 havo
2 Vodorod
3 neon
Gazning elektr quvvati uning tabiatiga, molekulasining tuzilishiga bog'liq. Gazning elektr quvvati ko'p jihatdan uning zichligiga bog'liq, ya'ni. da bosimdant = const: shuning uchun havoning parchalanish kuchlanishini hisoblash uchun formuladan foydalaniladi
U va boshqalar U pro* δ (3)
QayerdaU va boshqalar – berilgan harorat va bosimdagi buzilish kuchlanishi;
U haqida – normal sharoitda buzilish kuchlanishi;
δ – nisbiy havo zichligi.
Nisbiy zichlik quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:
R
δ =0,386 --------- (4)
t + 273
Qayerdat – harorat, O BILAN;
R– bosim, mm. rt. Art.
3-rasmda buzilish kuchlanishi uning bosimi va elektrodlar orasidagi qatlamning ortishi bilan ortadi. Yuqori bosimlarda alohida molekulalar orasidagi masofa kichrayadi, elektronlarning o'rtacha erkin yo'li kamayadi va ionlanish uchun zarur bo'lgan zaryadlangan zarrachalarning qo'shimcha energiyasini maydon kuchini oshirish orqali olish mumkin. Elektrodlar orasidagi bosim va masofaning pasayishi bilan buzilish kuchlanishi minimal darajaga tushadi (havo uchunU va boshqalar =280 V), so'ngra siyrak gaz hududida yana o'sa boshlaydi. Bu kam uchraydigan gaz hududida ionlanish ob'ekti bo'lgan atomlar va molekulalar soni keskin kamayishi bilan izohlanadi, ya'ni zarba ionlash jarayoni yuqori kuchlanishlarda sodir bo'ladi.
4-rasm– Havoning parchalanish kuchlanishining uchining turli polaritesida uchi va tekislik o'rtasidagi bog'liqligi.
Bir hil bo'lmagan maydonda gazning parchalanishi elektrodlarning polaritesiga bog'liq. Ijobiy zaryadlangan uchi va manfiy zaryadlangan tekisligi bilan buzilish kuchlanishi manfiy zaryadlangan uchiga qaraganda kamroq bo'ladi. Ikkala holatda ham elektrodlar orasidagi masofa o'zgarishsiz qoladi.
Bu bog'liqlik musbat zaryadlangan ionlarning uchi yaqinida to'planishi va manfiy zaryadlangan tekislik yo'nalishi bo'yicha tarqalishi bilan izohlanadi. Bunday holda, uchi, xuddi gazning qalinligida o'sib, uchqun chiqishi uchun yo'lni qisqartiradi. Gazsimon dielektrikning parchalanish kuchlanishini oshirish va elektr toji paydo bo'lishining oldini olish uchun elektrodlarning o'tkir qirralari yumaloq bo'lishi kerak.
O'zgartirishE va boshqalar masofaning o'zgarishi bilan bir hil maydondagi havoh5-rasmda ko'rsatilgan elektrodlar o'rtasida
5-rasm– Havoning elektr quvvatining normal sharoitda bir xil maydondagi elektrodlar orasidagi masofaga bog'liqligi ± 50 Gts.,t = 20 O C, r≈ 0,1 MPa.
Elektrodlar orasidagi kichik masofalarda havoning elektr quvvatining sezilarli darajada oshishi kuzatiladi. Bu ionlanish jarayonlarining rivojlanishiga elektronlarning umumiy o'rtacha erkin yo'lining kichikligi to'sqinlik qilishi bilan izohlanadi. Gazning parchalanishi jarayoni juda tez sodir bo'lganligi sababli, o'zgaruvchan kuchlanishdagi elektr quvvatining qiymati (yoki gaz bo'shlig'ining buzilish kuchlanishi) amplituda qiymati bilan belgilanadi:
U pr m = √ 2 U pr.r. (5)
QayerdaU pr m – kuchlanishning amplituda qiymati, V;
U pr.r. – kuchlanishning samarali qiymati, V.
Amalda qattiq dielektrik bilan chegarada gazning parchalanishi holatlari mavjud. Ko'rib chiqilayotgan misol turli qatlam qalinligi va nisbiy o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan tekis ikki qatlamli kondansatör sifatida ifodalanishi mumkin. Chunki gazlarning dielektrik doimiyligi pastroqε va past dielektrik quvvati, ular ahvolga tushib qolgan. Yuqori o'tkazuvchanlikka ega dielektrik qatlamlariε qismni tushirish va almashtirishga moyil elektr kuchlanish kamroq qatlamlarga bo'linadiε . Qattiq dielektrik bilan interfeysdagi havoning parchalanish kuchlanishi qattiq dielektrik yo'qligida gazda bir xil masofa uchun buzilish kuchlanishidan kamroq bo'ladi (6-rasmga qarang).
6-rasm– O'zaro bog'liqlik kuchlanishiga bog'liqligi
turli materiallar uchun havo masofasi
buzilish kuchlanishiga nisbatan
mos keladigan havo bo'shlig'i.
yagona maydon,f-50 Gts
havo bo'shlig'ining buzilishi
kerosin
chinni
chinni, yomon aloqa bilan shisha
Havoning elektr quvvati past bo'lganligi sababli, gaz izolatsiyasini oshirish uchun SF6 kabi yuqori quvvatli siqilgan gazlar ishlatiladi. SF6 gazining asosiy xususiyatlari (Se F 6 ): zichlik– 6700 kg/m3 dat = 0 0 CVap= 0,1 MPa; dielektrik doimiyε = 1,0021 dap= 0,1 MPa; dielektrik kuchE va boshqalar = 7,2 MV/m.
Yuqori elektr quvvatiga qo'shimcha ravishda, SF6 gazi yuqori yoyni o'chirish qobiliyatiga ega. Xususiyatlari tufayli SF6 gazi kalitlarda, yuqori voltli kabellarda, o'tkazgichlarda ishlatiladi.
Laboratoriya jihozlarining tavsifi
Dielektriklarni tekshirish uchun laboratoriya qurilmasining sxematik diagrammasi 7-rasmda ko'rsatilgan
7-rasm - AISni o'rnatishning sxematik diagrammasi– o'lchash uchun 70U va boshqalar yoqilgan AC kuchlanish
Test to'plami quyidagilarni o'z ichiga oladi:
QF1 – elektron to'sar;
SQ1 – kontaktni blokirovka qilish;
S1, S2 – himoya kaliti;
VL1 – kenotron;
FU1, FU2 – sug'urta;
televizor1 – boshqaruv transformatori;
televizor2 – kenotron akkor transformator;
televizor3 – kuchlanishni oshirish uchun transformatorni sinovdan o'tkazish;
PA1 – mikroampermetr;
FV1 – qamoqqa oluvchi;
1,2 – elektrodlar.
AII-70 tipidagi izolyatsiyani sinash uchun apparatning ishlash printsipi.
O'lchovUsuyuq va qattiq materiallarning pr namunalari savdoda mavjud bo'lgan birliklar yordamida amalga oshirilishi mumkin.
AII-70 tipidagi izolyatsiyani sinovdan o'tkazish uchun qurilma aniqlash uchun mo'ljallanganUpr materiallari va kabel izolyatsiyasini sinovdan o'tkazish. O'zgaruvchan tokda sinovlar paytida eng yuqori kuchlanish 50 kV, yoqilgan DC 70 kV, yuqori kuchlanishli transformator quvvati 2 kVA.
Bloklash kontaktlari va sigortalar orqali tarmoqdan kuchlanish T regulyator transformatoriga beriladi.V1, kuchlanishni silliq o'zgartirishga xizmat qiladi va kenotron filament transformatoriga TV2. O'chirish to'xtatuvchisini yoqish orqali yuqori kuchlanishni yoqingQF1 uchta o'rashga ega; ulardan ikkitasi ketma-ket ulangan (bundan tashqari, bittasi himoya kaliti bilan o'rnatiladiS2). Ushbu kalitning ochiq holati mos keladi“ sezgir” himoya: mashina yon tomondagi buzilish bilan ishga tushiriladi o'zgaruvchan tok va agar rektifikatsiya qilingan kuchlanish pallasida oqim 5 mA dan oshmasa, yoniq qoladi. Kommutator qachonS2 yopiq, bajarilgan“ qo'pol” himoya qilish: o'chirgich yuqori tomonda qisqa tutashuv sodir bo'lganda ishlamaydi va agar 50 kV kuchlanishdagi yuqori kuchlanish tomonidagi quvvat 2 kVA dan oshmasa, yoniq bo'lib qoladi. Ushbu rejim 1 daqiqadan oshmasligi kerak. Namunadagi kuchlanishni o'lchash voltmetr bilan amalga oshiriladikVpast kuchlanish tomonida 1,5 sinf, kilovoltlarda kalibrlangan. Kondensatorlar. C birlamchi o'rashning haddan tashqari kuchlanishidan himoya qilish uchun ishlatiladi. Besleme zo'riqishida egri chizig'ining sinusoidal shaklida bo'sh rejimda yuqori voltli transformatorning ikkilamchi kuchlanishi sinusoidaldan 5% dan ko'proq farq qilmaydi. RezistorR1 namunani sindirish paytida transformatorni ortiqcha yuklanishdan himoya qilish uchun xizmat qiladi. Qurilmada suyuq materiallarni standart sinovdan o'tkazish uchun elektrodlari bo'lgan idish mavjud. DC sinovlari yarim to'lqinli rektifikator yordamida amalga oshiriladi, buning uchun kenotron ishlatiladiVL1; Namuna uchun salbiy kuchlanish qo'llaniladi. Agar qochqin oqimini o'lchash zarur bo'lsa, u holda bu maqsadda mikroampermetr ishlatiladi.PA1 anod zanjirida. Mikroampermetrni ortiqcha yuklardan himoya qilish uchqun bo'shlig'i yordamida amalga oshiriladiFV1, shunt kondansatörü C3 va qarshilikR2. Qurilma sinov namunasidan zaryadni olib tashlash va yuqori kuchlanishli chiqishni yerga ulash uchun boshqaruv paneli, himoya panjarasi va yerga tutashtirgich bilan jihozlangan. Sinov kuchlanishini o'lchashda xatolik ± 2% dan oshmaydi.
Ushbu qurilma yordamida sinov quyidagi uchta rejimda amalga oshirilishi mumkin.
1. 3 daqiqali oraliqda 10 daqiqadan ko'p bo'lmagan 70 kVgacha bo'lgan rektifikatsiya qilingan kuchlanish bilan qisqa muddatli sinov.
2. 8 soatgacha rektifikatsiya qilingan kuchlanish bilan uzluksiz sinov.
3. 5 min oraliqda 1 daqiqadan ko'p bo'lmagan davomiyligi 50 kVgacha bo'lgan o'zgaruvchan kuchlanish bilan qisqa muddatli sinov.
Laboratoriyani o'rnatish sxemasi bilan tanishib chiqing, qurilma va AII-70 apparatining ishlash printsipini o'rganing.
Laboratoriya blokini tarmoqqa ulashdan oldin quyidagilarni bajaring:
a) elektrodlarni yuqori voltli shpiklarga ulang.
b) elektrodlar orasidagi belgilangan masofani o'rnating.
v) avtotransformatorning tutqichini nol holatiga o'rnating
d) avtomatik kalit yordamida laboratoriya qurilmasini tarmoqqa ulashQF1. Rostlovchi avtotransformator yordamida TV1 kuchlanishni 1 kV/s tezlikda noldan buzilish kuchlanishiga o'zgartiring. Buzilish kuchlanishi sifatida, buzilish momentidan oldin voltmetrning eng yuqori ko'rsatkichlari qayd etiladi. Buzilganidan keyin avtotransformatorning dastasi TV1 nol holatiga o'rnating va o'rnatishni o'chiring.
3. Ta'riflangan usul bo'yicha qaramlikni olib tashlangU va boshqalar =f(h) bir tekis elektr maydonidagi havo. Buzilish kuchlanishi 0,5, 1, 1,5, 2,0, 3,0 va 4,0 sm tekis elektrodlar orasidagi masofada aniqlanadi.Sinov natijalarini 1-jadvalga yozing.
1-jadval Yagona elektr maydonida havoning elektr quvvatini o'rganish natijalari (tekislik - tekislik)
4. Giyohvandlikni yo'q qilingU va boshqalar 0,5, 1, 1,5, 2,0, 3,0 sm elektrodlar orasidagi masofada bir xil elektr maydonida f (h) havo (to'p-tekislik elektrod tizimi) Sinov natijalarini 2-jadvalga yozing.
5. Giyohvandlikni yo'q qilingU va boshqalar \u003d f (h) bir tekis bo'lmagan elektr maydonidagi havo (igna tekisligi elektrod tizimi). 1,0, 1,5, 2,0 va 3,0 sm elektrodlar orasidagi masofadagi buzilish kuchlanishlarini aniqlang.Sinov natijalarini 3-jadvalga yozing.
2-jadval Yagona elektr maydonida havoning elektr kuchini o'rganish natijalari (to'p - tekislik)
|
Elektrodlar orasidagi masofa h, m |
Buzilish kuchlanishi dielektriklar. 2. Qattiq jismning elektr o'tkazuvchanligi dielektriklar. 3. Suyuqlikning elektr o'tkazuvchanligi dielektriklar 4. Elektr o'tkazuvchanligi gazsimon dielektriklar. Asosiy ta'riflar va tasnifi dielektriklar Elektr izolyatsiyasi ... Supero'tkazuvchilar, yarim o'tkazgichlar va dielektriklarAnnotatsiya >> Fizikaichida joylashgan gazsimon holat. Da... ta'riflar va tasnifi dielektriklar elektr izolyatsiya materiallari yoki dielektriklar ... elektr kuch qalinligi oshishi bilan kamayadi dielektrik; elektr kuch qattiq dielektrik ... Sifat nazorati va ta'rifi moddiy xususiyatlarMa'ruza >>... Elektr kuch Ta'rif chidamlilik dielektriklar yuzaki razryadlarga Ta'rif yuqori o'zgaruvchan kuchlanishda boshq qarshiligi Ta'rif kuzatuv qarshiligi Ta'rif... kabi keng qo'llaniladi gazsimon dielektriklar havo kabi va ... DielektriklarAnnotatsiya >> Sanoat, ishlab chiqarishAgar material sifatida ishlatilsa dielektrik kondansatör aniq sig'imi va eng kichik o'lchamlari, keyin ... ftororganik suyuqliklar uchun yuqori ko'rsatkichga ega gazsimon dielektriklar elektr kuch. Nisbatan arzon mahalliy material (... Elektr materiyadagi maydonAnnotatsiya >> FizikaJasadlar. Miqdoriy uchun ta'riflar elektr maydon kuch kiritiladi ... dielektrik. Zo'riqish bilan elektr chegaradan oshib ketgan maydon elektr kuch dielektrik, ... qutblanish bilan gazsimon va suyuqlik dielektriklar. orientatsiya yoki ... |
Doppler effekti
- manba va qabul qiluvchining (kuzatuvchining) nisbiy harakati bilan qabul qilingan to'lqinlar chastotasining o'zgarishi. Manba monoxromatik bo'lsin. chastotali to'lqinlar qabul qiluvchiga yaqinlashadi. Keyin, bitta tebranish sodir bo'lgan vaqt davomida manba va qabul qiluvchi o'rtasidagi masofa kamayadi va shuning uchun to'lqinning qabul qiluvchiga etib borishi uchun zarur bo'lgan vaqt kamayadi. Shuning uchun qabul qiluvchi tomonidan qayd etilgan tebranishlar davri qisqaroq bo'ladi va qabul qiluvchi yuqori chastotali (kichik uzunlikdagi) to'lqinlarni yozib oladi. Manba va qabul qiluvchi orasidagi masofaning oshishi bilan qabul qilingan tebranishlar davri ortadi (chastota kamayadi).El.-mag.ning misolida. vakuumda tarqaladigan to'lqinlar, qabul qilingan chastota (relativistik effektlarni e'tiborsiz qoldirgan holda) tengdir:
, (1)
Qayerda v- qabul qiluvchiga nisbatan manba tezligining moduli, manba tezligi va to'lqin tarqalish yo'nalishi o'rtasidagi burchak. Agar manba qabul qiluvchiga yaqinlashsa ( align="absmiddle" width="142" height="18">), u holda qabul qilingan chastota ortadi (binafsha rang siljish) va manba kuzatuvchidan uzoqlashganda ( http:="" align="absmiddle" width="42" height="12"> Juda yuqori tezlikda ( v~c) relyativistik effektlarni hisobga olish kerak. Sof shaklda ular manba ko'rish chizig'i bo'ylab harakat qilganda (), manba va qabul qiluvchi orasidagi masofa o'zgarmaganida paydo bo'ladi. Chastotaning o'zgarishi faqat harakatlanuvchi mos yozuvlar tizimidagi vaqtning sekinlashishi bilan belgilanadi: 
(2)
(ko'ndalang D. e.).
Ixtiyoriy burchak uchun (burchak qabul qiluvchi mos yozuvlar tizimida o'lchanadi) nisbiylik nazariyasi quyidagi formulani beradi: 
. (3)
Norelativistik chegarada (at ), u (1) ifodaga aylanadi.
Plazmada harakatlanuvchi relativistik zarralarning nurlanishini ko'rib chiqishda, sinishi indeksidagi farqni hisobga olish kerak. n birlikdan. D. e. muhitda (atrof-muhitga nisbatan dam oluvchi qabul qiluvchi uchun) f-loy bilan tavsiflanadi:
. (4)
Chunki sindirish ko'rsatkichi umumiy holat chastotaga bog'liq bo'lsa, (4) ifodani uchun tenglama sifatida ko'rib chiqish kerak. Sinishi ko'rsatkichi bo'lgan muhitda n>1 manba tezligi el.-mag tarqalishining faza tezligidan katta bo'lishi mumkin. to'lqinlar c f = c/n. Keyin, shartni qondiradigan burchaklar oralig'ida align="absmiddle" width="109" height="18">, deb atalmish. anormal D. e., ya'ni D. e. emitent tezligining kuzatish yo'nalishi bo'yicha proyeksiyasi signalning tarqalish tezligidan kattaroq bo'lgan vaziyatda.
D. e. fazoning tezligini aniqlash imkonini beradi. ob'ektlar. Buning uchun ob'ektlar spektrida chiziqlar topiladi, ularning haqiqiy chastotasi nazariyadan yoki tajribadan ma'lum. Bu chastotani kuzatilgan chastota bilan taqqoslab, f-lam (1-3) ob'ektning tezligini aniqlang. Shunday qilib, D. e.ning yordami bilan. Koinotning kengayishining asosiy fakti (kosmologik) kashf qilindi va kosmologik qonun o'rnatildi. masofalar ().
Dopller effekti bizning va boshqa galaktikalardagi yulduzlar va yulduzlararo gazlarning harakatini o'rganish uchun ishlatiladi. Yaqin ikkilik sistemalarda yulduzlarning orbital harakati kuzatilgan davriylikka olib keladi. ularning spektrlaridagi chiziqlar siljishi. Ushbu siljishlarni o'lchash orqali bunday spektroskopik ikkilik tizimlarning xususiyatlarini olish mumkin (qarang).
Int. kosmosdagi harakat ob'ektlar spektrning kengayishiga ham olib kelishi mumkin. chiziqlar. dan oraliqda atomlarning radial tezliklari taqsimlansa -vr oldin +vr, keyin, ularning har biri bir xil chastotada nurlanish bo'lsa-da, D. e tufayli. chiziq chastota diapazonida kuzatiladi 
. Shunday qilib, atomlarning issiqlik harakati Doppler profilining o'rnatilishiga olib keladi:
F-la nurlanish chastotasining nisbiy siljishini hisobga oladi, u ga teng vr/c atom uchun, uning radial tezligi vr(bunday atomlarning ulushi
1-sahifa
| Tsellyuloza makromolekulasiga asetil guruhlari kiritilganda tsellyuloza moddasining gigroskopikligining o'zgarishi. |
Makromolekulalar orasidagi o'rtacha masofaning oshishi ushbu dorilarning zichligining pasayishi bilan tasdiqlanadi.
Molekulalar orasidagi o'rtacha masofaning ortishi grafikning mavjudligi bilan izohlanadi potentsial energiya Yaminning chap tomonida o'ngga qaraganda ancha tik ko'tariladi.
Makromolekulalar orasidagi o'rtacha masofaning oshishi va ular orasidagi tolaning shishishini va shu bilan gidrolizlovchi moddalarning tarqalishini oldini oluvchi individual (kuchli) bog'lanishlarning buzilishi, shubhasiz, sezilarli va ba'zi hollarda asosiy ta'sir ko'rsatadi. heterojen muhitda gidroliz jarayonining tezligi.
Anharmoniklik tufayli atomlar orasidagi o'rtacha masofaning ortishi va C / o ning pasayishi kuzatiladi. Shunday qilib, U0 va U haroratga bog'liq bo'lib chiqadi. 0 K U0 Eo da, keyin esa harorat oshishi bilan UQ kamayadi.
Materiallarning elastik deformatsiyasi tashqi kuchlar ta'sirida atomlar orasidagi o'rtacha masofaning oshishi natijasida yuzaga keladi. Yukni olib tashlangandan so'ng, dastlabki holat deyarli bir zumda tiklanadi. Ushbu turdagi deformatsiya yuqori va past molekulyar og'irlikdagi moddalar uchun keng tarqalgan.
Materiallarning elastik deformatsiyasi tashqi kuchlar ta'sirida atomlar orasidagi o'rtacha masofaning oshishi natijasida yuzaga keladi. Yukni olib tashlangandan so'ng, dastlabki holat deyarli bir zumda tiklanadi. Ushbu turdagi deformatsiyalar ham yuqori, ham past molekulyar og'irlikdagi moddalar uchun keng tarqalgan.
Elastik deformatsiyaning mexanizmi atomlar va molekulalar orasidagi o'rtacha masofalarning ortishidan iborat bo'lib, polimerlarda esa bog'lanish uzunligining o'zgarishiga va bog'lanish burchaklarining deformatsiyasiga kamayadi. Elastik deformatsiya tashqi stress ta'sirida tananing hajmining o'zgarishi bilan birga keladi va uning rivojlanishi tizimning potentsial energiyasining o'zgarishi bilan bog'liq. Natijada qattiq elastik cho'zilganida issiqlikni yutadi (sovutadi) va siqilganida uni chiqaradi. Amorf polimerlarning yuqori elastik deformatsiyasi paytida namuna hajmi, qoida tariqasida, o'zgarmaydi. Yuqori elastik deformatsiya ko'p hollarda tizimning potentsial energiyasining o'zgarishiga deyarli ta'sir qilmaydi. Bunday holda, cho'zish paytida namuna qiziydi va qisqarish paytida u bir xil miqdordagi issiqlikni oladi.
Elastik deformatsiyaning mexanizmi kuchlanish paytida atomlar va molekulalar orasidagi o'rtacha masofaning oshishidan iborat bo'lib, deformatsiya tana hajmining (uzunligi) ortishi bilan birga keladi va uning rivojlanishi potentsial energiyaning o'zgarishi bilan bog'liq. tizimi. Elastik deformatsiya, yuqorida aytib o'tganimizdek, haroratga ozgina bog'liq bo'lgan tovush tezligida sodir bo'ladi. Elastik deformatsiya holatida deformatsiya jarayonining yo'nalishi (kuchning kuchayishi yoki kamayishi) rol o'ynamaydi.
Elastik deformatsiyaning mexanizmi kuchlanish paytida atomlar va molekulalar orasidagi o'rtacha masofaning oshishidan iborat bo'lib, deformatsiya tana hajmining (uzunligi) ortishi bilan birga keladi va uning rivojlanishi potentsial energiyaning o'zgarishi bilan bog'liq. tizimi. Elastik deformatsiya, yuqorida aytib o'tganimizdek, haroratga ozgina bog'liq bo'lgan tovush tezligida sodir bo'ladi. Elastik deformatsiya holatida deformatsiya jarayonining yo'nalishi (kuchning kuchayishi yoki kamayishi) rol o'ynamaydi.
Kvant mexanik effekti aloqada bo'lgan sferalar orasidagi o'rtacha masofani ularning nisbiy de Broyl to'lqin uzunligining taxminan D ga oshirishdan iborat. Buning sababi shundaki, to'lqin funktsiyasi sfera yuzasida yo'qolishi kerak va eng katta ehtimollik holati D to'lqin uzunligi bilan ajratilgan birinchi maksimalga to'g'ri keladi.
Spinlar orasidagi o'rtacha masofa oshgani sayin, bu chiziqlarning intensivligi tezda pasayadi va ko'pincha ular umuman kuzatilmaydi. Bu chiziqlar, asosan, uchlik holatining mavjudligini isbotlagani uchun foydalidir, ayniqsa, chiziqlar ichkarida bo'lsa kuchli maydon sezilarli darajada kengaytirildi.
Ko'rinib turibdiki, atomlar orasidagi o'rtacha masofa ortishi bilan kristalning hajmi oshadi. Bu shuni anglatadiki, haroratning oshishi kristall atomlari orasidagi o'rtacha masofaning oshishiga olib keladi. Qizdirilganda atomlar orasidagi masofaning ortishining sababi nimada.
Ommaviy ta'sirlar molekulyar sariqning shishishiga olib keladi - zanjirning uchlari orasidagi o'rtacha masofalarning oshishi. Inflyatsiya taxminan a parametri bilan tavsiflanadi, bu bobinning o'rtacha chiziqli o'lchamlari hajm ta'sirisiz o'lchamlarga nisbatan necha marta oshganligini ko'rsatadi.
Issiqlik harakati, termal tebranishlar paytida zarrachalarning tasodifiy siljishi tufayli panjara tugunlari orasidagi o'rtacha masofalarning oshishiga va tugunlarning o'zini biroz xiralashishiga olib kelishi bilan bir qatorda, kristall panjaraning yanada jiddiy buzilishiga olib keladi. Ba'zan, tebranishlar paytida, tugunlarda joylashgan zarralar bir-biridan shunchalik uzoqlashadiki, ular orasida (oraliqlarda) zarracha unga sig'ishi uchun etarli joy bo'shatiladi. Keyin tebranishlar paytida kuchli og'ishgan qo'shni zarralardan biri shunday bir lahzada hosil bo'lgan bo'shliqqa o'tishi va bo'lingan zarralarning keyingi yaqinlashish paytida uni tark eta olmasligi mumkin.
