При решении задач № 11 и 12 нужно пользоваться формулой 21.
Задача №11.
Керамический конденсатор, диэлектриком которого является тиконд Т-150 на основе титана кальция, имеет емкость 50 пФ. Найдите значение диэлектрических потерь в этом конденсаторе при напряжении 1 кВ и частотах 1 кГц и 1МГц, если известно, что tgδ диэлектрика конденсатора равен 0,0006.
Задача №12.
Керамический конденсатор, диэлектриком которого является тиконд Т-80 на основе двуокиси титана, имеет емкость 400 пФ. Найдите значение диэлектрических потерь в этом конденсаторе при напряжении 500 В и частотах 1 кГц и 10 МГц, если известно, что tgδ диэлектрика конденсатора равен 0,0006.
При решении задач № 13, 14 и 15 нужно пользоваться формулами 3, 4, 5 и 6.
Задача №13.
Имеются два плоских конденсатора :
(а) (б)
Рис.4 Схемы плоских конденсаторов
а) воздушный , с расстоянием между электродами 4 мм;
б) двухслойный, в котором диэлектрик состоит из слоя воздуха толщиной 3 мм и пластины толщиной 1 мм из твердого диэлектрика с диэлектрической проницаемостью 5 и электрической прочностью 7 МВ/м..
Постройте график распределения напряженности электрического поля в конденсаторе без твердого диэлектрика и с ним при напряжении на обкладках 8 кВ (эффективное значение) и проанализируйте надежность конструкции в обоих случаях. Величина электрической прочности воздуха равна 3,5 МВ/м.
|
|
|
Задача №14.
Имеются два плоских конденсатора (рис. 4):
а) воздушный с расстоянием между электродами 5 мм;
б) двухслойный, в котором диэлектрик состоит из слоя воздуха толщиной 3 мм и пластины толщиной 2мм из микалекса с диэлектрической прочностью 107 В/м. Постройте график распределения напряженности электрического поля в конденсаторе без твердого диэлектрика и с ним при напряжении на обкладках 10 кВ (эффективное значение) и проанализируйте надежность конструкции в обоих случаях. Величина электрической прочности воздуха равна 3,5 МВ/м.
Задача №15.
Имеются два плоских конденсатора (рис. 4):
а) воздушный с расстоянием между электродами 3 мм;
б) двухслойный, в котором изоляция состоит из слоя воздуха толщиной 1 мм из керамического материала с диэлектрической проницаемостью 6 мм и электрической прочностью 8 МВ/м. Постройте график распределения напряженности электрического поля в конденсаторе без твердого диэлектрика и с ним при напряжении на обкладках 6 КВ (эффективное значение) и проанализируйте надежность конструкции в обоих случаях. Значение электрической прочности воздуха равно 3,5 МВ/м.
|
|
|
При решении задач №№ 16, 17 и 18 надо пользоваться формулой 7, при этом,имея в виду, что для плоских конденсаторов порядок расположения слоёв не имеет значения. Иначе говоря, такой конденсатор можно считать двухслойным с удвоенной толщиной одного из слоёв.
 |  |
Задача №16.
Рис. 5 Схема конденсатора с двумя слоями диэлектрика
Диэлектрик конденсатора образован двумя слоями толщиной по 5 мм стекла ε = 5, между которыми имеется воздушный зазор в 1 мм (рис.5). К электродам конденсатора приложено напряжение частотой 50 Гц, постепенно повышающееся. При каком напряжении произойдет разряд в воздушном зазоре? Как измениться значение этого напряжения, если воздух в зазоре будет заменен элегазом? Значение электрической прочности воздуха равно 4,2 МВ/м, элегаза (SF6) = 9,6 МВ/м.
Задача №17.
Диэлектрик конденсатора образован двумя слоями винипласта (ε = 4) толщиной по 4 мм, между которыми имеется воздушный зазор в 1мм (рис. 5). К электродам конденсатора приложено напряжение частотой 50 Гц, постепенно повышающееся, При каком напряжении произойдет разряд в воздушном зазоре? Как измениться значение этого напряжения, если воздух в зазоре будет заменен фреоном? Значение электрической прочности воздуха равно 4,2 МВ/м, фреона (Cl2F2)=10 МВ/м.
|
|
|
Задача №18.
Диэлектрик конденсатора образован двумя слоями политетрафторэтилена толщиной по 3мм с ε=2, между которыми имеется воздушный зазор в 1 мм (рис. 5). К электродам приложено напряжение частотой 50 Гц, постепенно повышающееся. При каком напряжении произойдет разряд в воздушном зазоре? Как изменится значение этого напряжения, если воздух в зазоре будет заменен парами перфторметилциклогептана (C7F14), электрическая прочность которых в 6 раз больше электрической прочности воздуха. Значения электрической прочности воздуха равно 4,2 МВ/м.
При решении задач №№ 19 – 20 нужно пользоваться формулой (6а), преобразовав её для определения напряжения пробоя и приняв Е=Епр для материалов: Uпр(1) = Eпр(1) (h1r1+ h2r2) /r1 и : Uпр(2) = Eпр(2) (h1r1+ h2r2) /r2 . Полученный наименьший результат пробивного напряжения одного слоя нужно применить к расчёту напряжённости электрического поля второго слоя по формуле (3) и сделать вывод о работоспособности конденсатора при пробое одного слоя.
|
|
|
Для переменного напряжения следует пользоваться формулами 6 и 7. В дальнейшем ход рассуждений аналогичен выше приведённым.
Задача №19.
Двухслойный диэлектрик состоит из слоя фарфора толщиной 10 мм и слоя эпоксидной смолы толщиной 12 мм. Свойства этих материалов: фарфор - удельное объемное сопротивление rv = 1012 Oм×м, диэлектрическая проницаемость 6, электрическая прочность 20 МВ/м; эпоксидная смола – удельное объемное сопротивление rv = 1013 Oм×м, диэлектрическая проницаемость 4, электрическая прочность 60 МВ/м. Определите пробивное напряжение диэлектрика:
а) при постоянном напряжении;
б) при частоте 50 Гц.
Указание: считайте приближенно, что приведенные характеристики фарфора и эпоксидной смолы от частоты не зависят.
Задача №20.
От чего зависит распределение напряженностей электрического поля в слоях двухслойного диэлектрика в случае его работы под переменным напряжением и под постоянным напряжением. Двухслойный диэлектрик включен под переменным напряжением. Напряжение на первом слое составляет 6 кВ, на втором – 12 кВ. Толщины слоев соответственно равны 1 и 4 мм. Определите диэлектрическую проницаемость первого слоя, если диэлектрическая проницаемость второго слоя равна 5.
Для решения этой задачи следует воспользоваться формулами (6) и (6а), а для нахождения значения диэлектрической проницаемости первого слоя требуется преобразовать формулы (6) таким образом, чтобы выделить значение приложенного к обкладкам конденсатора напряжения U. Приравняв правые части преобразованных уравнений определить искомое значение e.
Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 250; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!