Dielektrike elektrijuhtivus (0)

TTÜ Elektroenergeetika instituut
Kõrgepingetehnika õppetool
Elektrimaterjalid
Laboratoorne töö nr. 1
Dielektrikute elektrijuhtivus
Tallinn
2011
Mõõteviisi kirjeldus:
Käesolevas töös kasutatakse vahetu mõõtmise meetodit kasutades teraoommeetrit TΩ. Elektroodid tahkete tasapinnaliste dielektrikute mahu- ja pinnatakistuse mõõtmiseks on valmistatud fooliumist või vasest ja kleebitud katsekehade pinnale. Nii mahu- kui ka pinnatakistuse mõõtmisel kasutatakse kolmest abielektroodist koosnevat elektroodide süsteemi erinevas lülituses. Kaitseelektroodi kaudu eemaldatakse antud mõõtmisel mittevajalik voolukomponent nii, et on võimalik mõõta puhast mahu- või pinnatakistust.
Mõõtmistulemused:
Plaadi nr.
D1, cm
D2, cm
h, mm
Rv, Ω
Rs, Ω
4
4,84
5,71
5,37
6,7*109
1,4* 1010
8
4,90
5,98
5,33
2,6* 1010
3,2*1010
9
5,02
5,78
2,44
5,4*109
2,7*1010
10
4,49
5,07
8,90
1,7*1010
4,4*109
13
4,54
5,66
5,37
4,0* 1013
4,5*1013
Valemid selgitustega:
elektroodi pind (m2)
paralleelsete elektroodide keskmine pikkus [m]
paralleelsete elektronide vaheline kaugus [m]
mahueritakistus [Ω*m]
pinnaeritakistus [Ω]
h – katsekeha paksus [m]
Arvutused:
Plaat nr. 4
Mahueritakistus
ρv = Rv*(S/h) = 6,71*109 (Ω)*(1,8*10-3 (m2)/5,37*10-3 (m2) = 6,71*109 (Ω) * 0,335 (m) =
= 2,25 * 109 (Ω*m)
S = 3,14*(0,0484/2)2 ≈ 0,018 m2 = 1,8*10-3 m2
Pinnaeritakistus
ρs = Rs*(d/l) = 1,36*1010 *(166*10-3/4,35*10-3) = 1,36*1010 *38,16 = 5,19* 1011 (Ω)
d = π*((D1+D2)/2) = π*((0,0484+0,0571)/2) ≈ 0,166 (m)
l = (D2-D1)/2 = (0,0571-0,0484)/2 = 0,00435 (m) = 4,35*10-3 (m)
Eelneva arvutuskäigu alusel saadud tulemused tabelina:
Plaadi nr
S, m2
d, m
l, m
ρv [Ω*m]
ρs [Ω]
4
1,84*10-3
0,166
4,35*10-3
2,29*109
5,18*1011
8
1,89*10-3
0,171
5,40*10-3
9,20*109
1,01*1012
9
1,98*10-3
0,170
3,80*10-3
4,38*109
1,21*1012
10
1,58*10-3
0,150
2,90*10-3
3,02*109
2,28*1011
13
1,62*10-3
0,160
5,60*10-3
1,21*1013
1,29*1015
Tulemuste analüüs:
Tahkete dielektrikute mahueritakistus jääb vahemikku 1013 – 1016 Ωm ( neutraalne ); 109 – 1013 Ωm (polaarne). Pinnaeritakistus üldiselt vahemikus 108 – 1013 Ω.
Võrreldes kirjanduse andmeid katseliselt saadud tulemustega on näha, et mahueritakistus jääb kõigil juhtudel polaarse dielektriku vahemikku; ka pinnaeritakistus on samalaadne võrreldes eelnevalt välja toodud vahemikega – välja arvatud viimasena katsetatud plaadi (nr. 13) korral, mil tulemus oli kahe suurusjärgu võrra kõrgem.
Plaatide tulemusi omavahel võrreldes ilmneb samuti tõsiasi, et plaat nr. 13 on teistega võrreldes suurema pinna- ja mahueritakistusega. Mahueritakistus ületab teiste plaatide tulemusi 4 suurusjärgu ja pinnaeritakistus 3-4 suurusjärgu võrra. Ilmselt on tegemist neutraalse materjaliga.
Kasutatud kirjandus: „ Materjalitehnika “; TTÜ kirjastus, 2003 (autorid: E. Hendre , P. Kulu, J. Kübarsepp, T. Metusala, O. Tapupere )