Логотип Автор24реферат
Задать вопрос
%
уникальность
не проверялась
Решение задач на тему:

Двухслойный диэлектрик прямоугольной формы с размерами для каждого слоя a×b=200×400 мм

уникальность
не проверялась
Аа
3178 символов
Категория
Материаловедение
Решение задач
Двухслойный диэлектрик прямоугольной формы с размерами для каждого слоя a×b=200×400 мм .pdf

Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥

Условие

Двухслойный диэлектрик прямоугольной формы с размерами для каждого слоя a×b=200×400 мм и толщиной h1=10 мм; h2=19 мм, служит изолятором между двумя электродами (рисунок 2.1) Рисунок 2.1. Плоский конденсатор с двухслойным диэлектриком Напряжение подводится к граням ab, покрытыми слоями металла. Относительная диэлектрическая проницаемость слоев материала εr1=2,95 и εr2=4,0. Удельное объемное сопротивление слоев материала ρr1=0,5*108 Ом*м и ρr2=5*108 Ом*м. Удельное поверхностное сопротивление слоев материала ρs1=1*108 Ом и ρs2=10*108 Ом. Требуется: 1. Определить степень неоднородности изоляции, то есть ее степень увлажнения. 2. Вычислить и построить функцию зависимости емкости изоляции от частоты приложенного напряжения Cf=Ffi в диапазоне частот от f1=10 Гц до f2=550 Гц.

Нужно полное решение этой работы?

Решение

Потяни, чтобы посмотреть
Определяем объемное сопротивление образца прямоугольной формы:
- для первого слоя
RV1=ρr1*h1S=ρr1*h1a*b=0,5*108*0,010,2*0,4=6,25*106 Ом=6,25 МОм;
- для второго слоя
RV2=ρr2*h2a*b=5*108*0,0190,2*0,4=1,1875*108 Ом=118,75 МОм.
Определяем поверхностное сопротивление изоляции:
- для первого слоя
RS1=ρs1*h12*1a+b=1*108*0,012*10,2+0,4=0,833 МОм;
- для второго слоя
RS2=ρs2*h22*1a+b=10*108*0,0192*10,2+0,4=15,833 МОм.
Активное сопротивление изоляции определяется по формуле:
Rизол=R1+R2,
где
R1=RV1*RS1RV1+RS1=6,25*0,833*10126,25+0,833*106=0,735 МОм;
R2=RV2*RS2RV2+RS2=118,75*15,833*1012118,75+15,833*106=13,97 МОм.
Тогда:
Rизол=0,735+13,97*106=14,705 МОм.
Емкость первого слоя:
C1=ε0*εr1*Sh1=8,85*10-12*2,95*0,2*0,40,01=208,9 пФ.
Емкость второго слоя:
C2=ε0*εr2*Sh2=8,85*10-12*4,0*0,2*0,40,019=149,1 пФ.
Геометрическая емкость или емкость неоднородной изоляции при бесконечно большой частоте:
Cr=C1*C2C1+C2=208,9*149,1*10-24208,9+149,1*10-12=87 пФ.
Активное сопротивление, отражающее накопление заряда абсорбции в неоднородной изоляции:
r=R1*R2*Rизол*C1+C22R2*C2-R1*C12=
=0,735*13,97*14,705*1018*208,9+149,1*10-12213,97*106*149,1*10-12-0,735*106*208,9*10-122=5,198 МОм.
Емкость, отражающая накопление заряда абсорбции в неоднородной изоляции:
∆Cаб=R2*C2-R1*C12R1+R22*C1+C2=
=13,97*106*149,1*10-12-0,735*106*208,9*10-12214,705*1062*208,9+149,1*10-12=48,1 пФ.
Постоянная времени заряда изоляции:
τ=R1*R2*C1+C2R1+R2=
=0,735*13,97*1012*208,9+149,1*10-1214,705*106=0,00025 с.
Зависимость емкости от частоты приложенного напряжения определяется выражением:
Cf=Cr+∆Cаб1+2*π*f2*τ2.
Для контроля степени увлажнения изоляции проведем измерение емкости при двух частотах: 2 Гц и 50 Гц, при постоянной температуре, и найдем их отношение:
Cf=2=87*10-12+48,1*10-121+2*3,14*22*0,000252=135,1 пФ;
Cf=50=87*10-12+48,1*10-121+2*3,14*502*0,000252=134,8 пФ;
Cf=2Cf=50=135,1*10-12 134,8*10-12=1,002<1,3.
Следовательно, изоляция увлажнена в пределах нормы.
Для построения требуемой графической зависимости по определенному ранее соотношению рассчитываем значения емкости от ряда частот и результаты помещаем в таблицу 2.1.
Таблица 2.1
50% задачи недоступно для прочтения
Переходи в Кампус, регистрируйся и получай полное решение
Получить задачу
Больше решений задач по материаловедению:
Все Решенные задачи по материаловедению
Закажи решение задач

Наш проект является банком работ по всем школьным и студенческим предметам. Если вы не хотите тратить время на написание работ по ненужным предметам или ищете шаблон для своей работы — он есть у нас.