2.3. ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОБОЮ ДІЕЛЕКТРИКА

Задача 4. Діелектрик конденсатора утворюється двома шарами матеріалу N1 товщиною d кожний, між якими є повітряний зазор товщиною d1 мм. До електродів підведена поступово зростаюча напруга. При якій напрузі відбудеться пробій конденсатора? Як зміниться пробивна напруга, якщо повітряний зазор замінити на матеріал N2 з електричною міцністю Епр? Електричну міцність повітря прийняти рівною 10 кВ/см.

d1 = 4 мм

d2 = 3мм

1 = 3,0

2 =7,0

3 = 1,006

Епр 2 = 40 МВ/м

Епр 3 = 106 В/м

Uпр1 - ?

Uпр2 - ? Розв’язання

N1 – повітря , N2 – папір.

Папір. Важливою перевагою цих матеріалів є те, що вони проводяться з поновлюваної сировини, а саме з деревної маси. Технологія приготування складається з варива тріски і тирси в лужному розчині з добавками. Целюлозні волокна розділяються, отримана пульпа загущалася видаленням деякої кількості води, з неї віддаляються металеві домішки. Потім слідує плющення між вальцями, при підвищеному тиску і температурі. Чим вище щільність паперу, тим вище як механічна, так і електрична міцність паперу. Найтонші і міцніші папери використовуються для виготовлення конденсаторів. Досить відзначити, що щільність конденсаторних паперів досягає 1.6 т/м3, тобто більш, ніж в 1.5 рази перевищує щільність води. При цьому електрична міцність паперу товщиною 10 мкм, просоченою трансформаторним маслом, складає до 10 МВ/см.



Якщо між парою діелектриків повітря то получим співвідношення



де 1, 2, – відносна діелектрична проникність матеріалів, Епр1, Епр2, Епр.пов – критичне значення пробою матеріалів.

В даному співвідношенні

,

де Епр – значення побою матеріалу, Uпр – пробивна напруга, d – товщина діелектрика.



З цих двох формул слідує:

, звідси робоча формула для напруги пробою діелектрика з прошарком повітря рівна:



, звідси звідси робоча формула для напруги пробою діелектрика з прошарком паперу рівна:



, де N1 і N2 – об’ємні концентрації матеріалів.



Розрахунки:

Для діелектрика з шаром повітря.



Для діелектрика з шаром паперу.



ВИСНОВОК: В ході рішення цієї задачі ми знайшли як обчислюється пробивна папруга конденсатора і як вона змінюється при різній концентрації матеріалів.

КРМЗ.РК7231.ПЗ



22



Арк.



Дата



Підпис



№ докум.



Арк.



Змн.



КРМЗ.РК7231.ПЗ



23



Арк.



Дата



Підпис



№ докум.



Арк.



Змн.



КРМЗ.РК7231.ПЗ



24



Арк.



Дата



Підпис



№ докум.



Арк.



Змн.