|
j=γ∙ E
где- γ удельная электрическая проводимость
В случае когда к диэлектрику приложено постоянное напряжение, поляризационные токи (или токи абсорбции) протекают лишь в короткие промежутки времени после включения и выключения напряжения, как это показано на рисунке 1. У большинства диэлектриков время существования тока абсорбции не превышает долей секунды, но в некоторых случаях оно может достигать десятков секунд и больше.
Рис.1. Временная зависимость тока диэлектрика при приложении постоянного напряжения.
Если твердые и жидкие диэлектрики длительное время находятся под напряжением, то ток утечки со временем (кривая 1 на рис. 1.) свидетельствует о том, что электропроводность материала была в большей степени обусловлена ионами посторонних примесей, которые нейтрализовались вблизи электродов. Это явление носит название электрической очистки образца.
Увеличение тока со временем (кривая 2) свидетельствует во -первых об участии в нем зарядов, являющихся структурными элементами самого материала, и во-вторых о необратимых процессах электрического старения материала. Эти процессы постепенно могут привести к разрушению диэлектрика - его пробою. Электрическое старение обычно наблюдается в некоторых твердых диэлектриках с ионным строением.
Объемную и поверхностную электропроводности различают только у твердых электроизоляционных материалов, в которых ток может протекать как через весь объѐм диэлектрика (Iм), так и по поверхности диэлектрика (Is). Сравнение проводимости различных материалов производится по величине удельной объемной (γ) и удельной поверхностной ( s) γ электрических проводимостей. Соответственно, для твердых диэлектриков используются понятия удельного объемного и поверхностного электрических сопротивлений. Удельная объемная электрическая проводимость диэлектрика равна отношению плотности объемного тока к напряженности электрического поля и измеряется в См/м.
p= RS
h
где R- объемное сопротивление образца, Ом; S- площадь измерительного электрода, м2; h - толщина образца, м. Удельная поверхностная электрическая проводимость диэлектрика равна проводимости выделенной поверхности (в форме квадрата) твердого диэлектрика при протекании электрического тока между двумя противоположными сторонами этого квадрата. Удельная поверхностная электрическая проводимость материалов измеряется в сименсах, и рассчитывают по формуле:
p= Ra
L
где а- сторона квадрата на поверхности образца; L - расстояние между измерительными электродами, установленными на поверхности образца.
Определение проводится с помощью стенда, схема которого приведена на рисунке 2. Стенд состоит из высоковольтного источника постоянного напряжения, магазина сопротивления типа МСР-63 и фиксатора образца.
Рис.2. Схема соединения электроприборов установки для измерения электропроводности диэлектриков.
Источник высокого напряжения ВС-22 вырабатывает напряжение в диапазоне 600÷3600 вольт. Выходное напряжение источника можно регулировать дискретно с помощью ручек «Грубо»(с шагом 200 В) и «Точно» (с шагом 20 В) и плавно ручкой «Точно» . Максимальный выходной ток этого источника не превышает 1 мА. Магазин сопротивления МСР-63 используется для плавного регулирования тока в измерительной цепи и соответствующей установки нониуса микроамперметра М-135 в нулевое положение. Динамический диапазон изменения сопротивления магазина составляет 0,01-111111,1 Ом. Фиксатор образца состоит из 2-х изолированных друг от друга
никелированных электродов диаметром 17 мм. Для фиксации исследуемого образца используется резьбовая и пружинная системы крепления. Подкладка ограничивает движение образца по вертикали. Магазин сопротивления, микроамперметр и измеряемый образец образуют последовательно соединенные элементы электрической цепи
постоянного тока, которая питается от источника ВС-22. Между электродами размещен исследуемый образец, к которому подается электрическое поле. Под действием этого поля носители заряда перемещаются через весь объем образца к электродам и в цепи возникает электрический ток, величина которого регистрируется микроамперметром М-135
1. Замкнуть входные клеммы микроамперметра проводом и включить блок
питания к микроамперметру М-135.
2. Через 10 минут после включения источников питания (необходимое для их
прогрева) убедиться, что «зайчик» микроамперметра М-135 находится в
среднем (нулевом) положении
3. Выключить временно питание микроамперметра от сети.
4. Закрепить образец, подсоединив к нему электроды. Обязательно закрыть
образец с помощью защитного колпака. И затем соединить остальные элементы
схемы измерения (согласно рис. 1).
5. Установить все ручки регулировки магазина сопротивления в максимальное
положение.
6.Установить выходное напряжение источника постоянного тока ВС -22 в
положение 1000 В и включить его питание тумблером «Сеть». Включить также
блок питания к микроамперметру М-135.
7. Постепенно уменьшить сопротивление магазина до величины и после
каждого уменьшения контролировать показание микроамперметра. Процесс
уменьшения сопротивления необходимо остановить, как только «зайчик»
микроамперметра начнет отклоняться от первоначального нулевого положения.
8. В случае отсутствия отклонения возвратить положение переключателей
магазина сопротивлений в исходное состояние и затем установить выходное
напряжение в положение 2000 В, после чего повторить действия указанные в
пункте 7.
9. Если «зайчик» микроамперметра не будет отклоняться и при напряжении
2000 В, повторить действия пункта 8, установив при этом напряжение 3000 В,
после чего повторить действия указанные в пункте 7.
10. Если «зайчик» микроамперметра не будет отклоняться и при напряжении
3000 В, прекратить измерения, сделав вывод, что сопротивление данного
образца велико и не позволяет определить его электропроводность.
11. В случае отклонения индикатора микроамперметра вычислить
сопротивление образца по формуле
R=U/I
где U- выходное напряжение источника питания определяется суммированием
показаний 3-х регулировочных переключателей блока ВС-22, а I- показание
микроамперметра М-135.
12. Выключить питание всех приборов.
13. Измерить сопротивление остальных выбранных для исследования образцов, согласно пунктам 1-10.
Do'stlaringiz bilan baham: |
