Порядок выполнения работы. 1. Проверяют и подготавли­вают аппаратуру к работе, проверяют заземление, схему включения, прогревают приборы в течение 15 мин

1. Проверяют и подготавли­вают аппаратуру к работе, проверяют заземление, схему включения, прогревают приборы в течение 15 мин, устанав­ливают рабочую частоту 1000 Гц (см. инструкции к приборам и [10 ]).

2. Измеряют длину L и диаметр d образца и рассчитывают его сечение F.

3. Устанавливают такую величину тока питания моста, чтобы плотность тока через образец не превышала 1 А/м² (0,1 мА/см²). При такой плотности тока не наблюдается изменения минерального состава образца и заметного на­гревания.

4. Зажимают в кернодержателе образец и измеряют его сопротивление R_оáð'

5. Определяют сопротивление системы электроды + про­кладки, для чего удаляют из кернодержателя образец и соединяют между собой электроды с находящимися между ними прокладками.

6. Рассчитывают сопротивление Rобр по формуле () и удельное электрическое сопротивление Рв, n = Roбр F/ L.

7. Рассчитывают наибольшую относительную метрологичес­кую погрешность при Δπ/π=0,0006; Δd=ΔL= 0,05 мм.

Форма записи исходных данных и результатов определений.

Исходные данные и результаты определений ρ_вп мостовым способом переменного тока записываются в журнал по соответствующей форме.

Диэлектрическая проницаемость.

 

Теория. Известно, что диэлектрики имеют следующие основные характеристики:

1) сопротивление, 2) диэлектрическую проницаемость, 3) угол диэлектрических потерь и 4) электрическую прочность.

1) сопротивление. Диэлектрик не является абсолютным изолятором. Через него протекают токи утечки. Величина этих токов очень мала по сравнению с рабочим током прибора. Для прохождения тока через конденсатор имеют два пути: а) через объёмное сопротивление диэлектрика; б) по поверхности диэлектрика.

2) диэлектрическая проницаемость это величина, которая характеризует емкость диэлек-трика, помещённого между обкладками конденсатора. Эта ёмкость зависит от площади пластин конденсатора (чем больше их поверхность, тем больше ёмкость) и от толщины диэлектрика (чем он толще, тем меньше ёмкость).

Проницаемость численно равна отношению ёмкости конденсатора с диэлектриком к ёмкости воздушного конденсатора с такой же площадью пластин. В электротехнике, на-пример, используют конденсаторы с диэлектриком обладающим очень большой проницае-мостью (между пластинами конденсатора помещена прокладка из рутила (TiO₂).

 

3) угол диэлектрических потерь. В поле переменного тока конденсатор нагревается. Выделе-ние тепловой энергии при прохождении тока через диэлектрик называют электрическими потерями, когда имеет место потеря мощности.

В идеальном диэлектрике ток опережает напряжение на 90 градусов. В реальном диэлектрике ток опережает напряжение на угол меньший 90 град. Эта разность называется углом диэлектрических потерь или просто углом потерь δ. Чаще применяют понятие тангенса угла потерь tg δ Показано, что электрические потери пропорциональны U² . Вещества с большим tg δ = 0,08 до 0,1 плохие изоляторы. Хорошие изоляторы имеют tg δ ≈ 0,0001.

Электрическую прочность.

6)

ИЗМЕРЕНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

(МОСТОВОЙ способ)

Теория. Мостовые схемы позволяют определить ε и tgδ при относительно высоких значениях угла потерь исследуемых горных пород. При этом мостовыми способами нередко определяют кажущуюся диэлектрическую проницаемость εk,созданную диэлектрической поляризацией (упругим смещением электронов и ионов, ориентацией диполей, структурной по­ляризацией) образцов пород, а также накоплением заряда в их приэлектродном слое.

Для определения диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь используются различные модификации моста Уитстона, рассчитанные на узкие и широкие диапазоны частот. При исследованиях εk и tgδ в значительных пределах частот последние предпочтительнее, так как в них устраняются погрешности, созданные различием установок.

В практике обычно применяются мостовые схемы Шеринга, трансформаторные мосты, двойные Т-образные мосты и другие измерительные схемы.

 

Лабораторная работа N 3