выполнено на сервисе Автор24

Студенческая работа на тему:

Перечень ссылок 1 Вопрос 1 Зависимость диэлектрической проницаемости газообразных

Решение задач Материаловедение

Создан заказ №1806130

8 марта 2017

Перечень ссылок 1 Вопрос 1 Зависимость диэлектрической проницаемости газообразных

Как заказчик описал требования к работе:

Предмет - изоляционные материалы. Решить две задачи. Задание прилагаю. там внизу две задачи.

Фрагмент выполненной работы:

Перечень ссылок 1. Вопрос 1. Зависимость диэлектрической проницаемости газообразных, жидких и твёрдых диэлектриков от температуры. Зависимость диэлектрической проницаемости газообразных, жидких и твёрдых диэлектриков от температуры может быть представлена различными кривыми, вид которых зависит от класса диэлектрика, фазового состояния диэлектрика, а также наличия примесей [1]. Зависимость диэлектрической проницаемости диэлектриков от температуры носит название температурного коэффициента диэлектрической проницаемости ТКε: где - среднее значение ТКε в интервале температур . В свою очередь, величина ТКε: Так, например, у неполярных диэлектриков ε уменьшается из-за теплового расширения диэлектрика и уменьшения числа частиц в единице объёма (рисунок 1.1). 1 – твёрдое тело; 2 – жидкость; 3 – газ Рисунок 1.1 - Зависимость диэлектрической проницаемости от температуры для неполярных диэлектриков Увеличение температуры приводит, в частности, к дипольно-релаксационной поляризации, т.е., к ослаблению молекулярных сил (рисунок 1.2), но при этом растёт энергия теплового движения молекул и ориентирующее влияние поля уменьшается, приводя к спаду проницаемости [2]. Рисунок 1.2 - Зависимость диэлектрической проницаемости полифенилсилоксановой жидкости от температуры для различных частот Для твёрдых диэлектриков зависимость диэлектрической проницаемости от температуры в большинстве случаев носил линейный или близкий к нему характер. (работа была выполнена специалистами author24.ru) Исключение составляют лишь некоторые виды диэлектриков. Например, для сегнетоэлектриков характерна зависимость диэлектрической проницаемости от температуры с резко выраженным максимумом, который наблюдается вблизи точки перехода - точки Кюри Тк (рисунок 1.3). Рисунок 1.3 - Зависимость диэлектрической проницаемости от температуры вдоль осей a и c для BaTiO3 Характерные свойства сегнетоэлектриков обусловлены наличием у них доменной структуры – взаимосвязанных микрообластей, в пределах которых векторы поляризации структурных ячеек имеют одинаковое направление. В диэлектриках с ионной структурой (корунд, рутил, форстерит и пр.) с плотной упаковкой ионов диэлектрическая проницаемость изменяется в широких пределах. Температурный коэффициент диэлектрической проницаемости этих веществ имеет положительную линейную зависимость [2]. В диэлектриках с ионной структурой с неплотной упаковкой ионов диэлектрическая проницаемость характеризуется относительно невысоким значением. Например, электротехнический фарфор имеет ε = 6…8, ТКε = (350…500)∙10-6 К-1. 2. Вопрос 2. Зависимость диэлектрической проницаемости газообразных, жидких и твёрдых диэлектриков от частоты. Зависимость диэлектрической проницаемости газообразных, жидких и твёрдых диэлектриков от частоты также значительно отличается как по классам диэлектриков, так и по характеру внешних воздействий [1]. У неполярных диэлектриков на частотах порядка 1014…1016 Гц наблюдается резонансная дисперсия ε, связанная с резонансной поляризацией (рисунок 2.1) Рисунок 2.1 - Зависимость диэлектрической проницаемости от частоты для неполярных диэлектриков В полярных диэлектриках, как уже было сказано, наблюдается дипольно-релаксационная поляризация, в связи с чем их диэлектрическая проницаемость в большей степени зависит от изменений частоты [2]. Зависимость диэлектрической проницаемости от частоты для полярного диэлектрика (политрифторхлорэтилена) показана на рисунке 2.2. Рисунок 2.2 - Зависимость диэлектрической проницаемости от частоты для полярного диэлектрика (политрифторхлорэтилена) при разных температурах Зависимость диэлектрической проницаемости от частоты для жидкого полярного диэлектрика при различных температурах показана на рисунке 2.3 [3]. Рисунок 2.3 - Зависимость диэлектрической проницаемости от частоты для жидкого полярного диэлектрика После некоторой частоты диполи не успевают ориентироваться по полю и диэлектрическая проницаемость уменьшается. 3. Задача 1. Керамический конденсатор с диэлектрической проницаемостью ε = 12 был заряжен от источника напряжения U = 1,5 кВ и оставлен разомкнутым. Через 10 минут напряжение на обкладках конденсатора уменьшилось в 10 раз. Определить удельное объёмное сопротивление диэлектрика. Поверхностной утечкой тока пренебречь. Решение: Для решения задачи применим следующую формулу [1]: U = U0e-τ/τ0, где U – напряжение на конденсаторе через время после начала саморазряда в вольтах; U0 - начальное значение напряжения на конденсаторе в вольтах; τ - время саморазряда в секундах; τ0 - постоянная времени конденсатора в секундах и определяется по формуле: τ0 = СRИЗ, учитывая, что и , можно написать: где RИЗ - сопротивление изоляции в омах; С - ёмкость в фарадах; ρv - удельное объёмное сопротивление диэлектрика в Ом·м; ε - относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика. По условию задачи U/U0 = 1/10, тогда e-τ/τ0 = U/U0 = 1/10, или -τ/τ0 = ln0,1, откуда τ0 = -τ/ln0,1. Подставив значение τ0 = 0,884·10-11ρVε, определим ρV: ρV = τ/0,884·10-11ε(ln0,1), или ρV = 600·(-1)/0,884·10-11·12·(-2,3) = 24,6·1011 Ом·м. 4. Задача 2. Построить зависимость диэлектрической проницаемости ε пористого фторопласта-4 от его объёмного веса, если диэлектрическая проницаемость фторопласта-4 без пор равна 2, а плотность 2,3 г/см3. Известно, что плотность пористого фторопласта-4 колеблется в пределах 0,7…1,8 г/см3 при этом размер пор колеблется от 1 мкм до 60 мкм и выше. Учитывая то, что компоненты в веществе расположены хаотично, значение ε достаточно точно можно определить по формуле , предложенной Л.Д. Ландау и Е.М...Посмотреть предложения по расчету стоимости