|
|
контрольная электроснабжение. оренбургский государственный университет
 
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0,00 6,10 11,70 15,45 16,00 0,00
Рисунок 2 – График зависимостиВ=f(-H),W=f(B)
Задача №5
Определим допустимые значения основных электрических характеристик диэлектрика, используя известные соотношения для электрической емкости плоского конденсатора, напряженности его электрического поля, удельной мощности потерь, объемного сопротивления образца диэлектрика в виде прямоугольной пластины. Электрическое поле конденсатора будем считать однородным.
Таблица 5.1 – Параметры диэлектрического материала для плоского конденсатора
𝑃𝑆 = 𝑈2 ∙ 2𝜋 ∙ ƒ ∙ 𝐶 ∙ 𝑡𝑔ð
𝑃𝑆 = 6002 ∙ 2𝜋 ∙ 60 ∙ 8,2 ∙ 10−9 ∙ 0,015 = 8,34 ∗ 10−4
𝐼р = 2𝜋 ∙ ƒ ∙ 𝐶 ∙ 𝑈
𝐼р = 2𝜋 ∙ 60 ∙ 8,2 ∙ 10−9 ∙ 600 = 18,5 ∗ 10−4
𝐼𝑎 = 𝐼р ∙ 𝑡𝑔ð
|
|
Лист
|
15
|
Материал
|
f,
Гц
|
R,
МОм
|
p,
кВт/м3
|
U,
В
|
h,
мкм
|
S,
м2
|
C,
нФ
|
tgδ
|
Поливинил-
хлорид
|
60
|
3000
|
1,5
|
600
|
30
|
0,015
|
8,2
|
0,03-0,08
|
 
𝐼𝑎 = 18,5 ∗ 10−4 ∙ 0,05 = 0,9 ∗ 10−4
𝑆 = 𝑈 ∙ √𝐼2 + 𝐼2
𝑎 𝑝
𝑆 = 600 ∙ √0.92 ∗ 10−4 + 18,52 ∗ 10−4 = 551,29
𝑄 = √𝑆2 − 𝑃2
𝑄 = √551,292 − 1,52 = 551,28
𝑈
𝐼ут = 𝑅
𝑣
600
𝐼ут = 3000 = 0,2
Задача №6
Для проводов, передающих электроэнергию и сигналы, применяется медь, сплавы металлов, алюминий, сверхпроводящие материалы, золото и серебро.
Для эталонных резисторов и резисторов с большой мощностью рассеяния широко используются сплавы высокого сопротивления. Типичным сплавом для изготовления эталонных резисторов является манганин, состоящий из Си (85%), Мn (12%) и Ni (3%). При изготовлении реостатов и электронагревательных элементов, работающих при температурах, не превышающих 450 °С, используется сплав, содержащий около 60 % меди и 40
% никеля. Для резисторов с большой мощностью рассеяния и электронагревательных элементов применяются нагревостойкие сплавы высокого сопротивления.
Определим сопротивление проводника заданного состава Cu-Ni (Сu=50%, Ni=50%) при t=600С , считая его линейным и однородным. Для заданных температур T1 и T2 вычислим значения удельного сопротивления, используя соотношение:
𝜌1(2) = 𝜌0 ∙ [1 + 𝛼𝜌 ∙ (𝑇1(2) − 𝑇0)],
где 𝜌0 – удельное сопротивление при t=200С;
𝜌1 – удельное сопротивление при t=T1;
|
|
Лист
|
16
|
 
𝜌2 – удельное сопротивление при t=T2;
𝛼𝜌 – температурный коэффициент удельного сопротивления сплава. Приt=T1=600:
𝜌1 = 0,3 ∙ [1 + 0,0015 ∙ (20 − 20)] = 0,3
0,3 · 0.25 · 𝜋 · 0.122
𝑅1 = = 5,2 · 10−7
6500
Приt=T2=2000:
𝜌2 = 0,3 ∙ [1 + 0,0015 ∙ (80 − 20)] = 0,327
0,327 · 0.25 · 𝜋 · 0.122
𝑅2 = = 5,7 · 10−7
6500
Выполним аналогичные вычисления сопротивлений для константана, меди и манганина.
Сопротивление константана приt=T1=600:
𝜌1 = 0,48 ∙ [1 + (−15 · 10−6) ∙ (60 − 20)] = 0,4797
0.4797 · 0.25 · 𝜋 · 0.122
𝑅1 = = 8,34 · 10−7
6500
Приt=T2=2000:
𝜌2 = 0,48 ∙ [1 + (−15 · 10−6) ∙ (200 − 20)] = 0,478
0.478 · 0.25 · 𝜋 · 0.122
𝑅2 = = 8,325 · 10−7
6500
Сопротивление меди приt=T1=600:
𝜌1 = 0,017 ∙ [1 + 0,0043 ∙ (60 − 20)] = 0,0199
0.0199 · 0.25 · 𝜋 · 0.122
𝑅1 = = 0,346 · 10−7
6500
Приt=T2=2000:
𝜌2 = 0,017 ∙ [1 + 0,0043 ∙ (200 − 20)] = 0,03
|
|
Лист
|
17
|
  
0.03 · 0.25 · 𝜋 · 0.152
𝑅2 = = 0,524 · 10−7
10500
Сопротивление манганина приt=T1=600:
𝜌1 = 0,42 ∙ [1 + (28 · 10−6) ∙ (60 − 20)] = 0,4204
0.4204 · 0.25 · 𝜋 · 0.122
𝑅1 = = 7,31 · 10−7
6500
Приt=T2=2000:
𝜌2 = 0,42 ∙ [1 + (28 · 10−6) ∙ (200 − 20)] = 0,422
0.422 · 0.25 · 𝜋 · 0.122
𝑅2 = = 7,34 · 10−7
6500
Задача №7
Кре́мний (лат. Silicium), Si, химич. элемент IV группы короткой формы (14-й группы длинной формы) периодич. системы; ат. н. 14, ат. м. 28,0855. Природ- ный К. состоит из трёх стабильных изотопов: 28Si (92,2297%), 29Si (4,6832%), 30Si (3,0872%). Искусственно получены радиоизотопы с массовыми
числами 22–42.
Свойства:
Конфигурация внешней электронной оболочки атома К. 3s23p2. В соединениях проявляет степень окисления +4, редко +1, +2, +3, –4; электроотрицательность по Полингу 1,90, потенциалы ионизации Si0→Si+→Si2+→ → Si3+→ Si4+ соот- ветственно равны 8,15, 16,34, 33,46 и 45,13 эВ; атомный радиус 110 пм, радиус
иона Si4+ 40 пм (координац. число 4), 54 пм (координац. число 6).
К. – тёмно-серое твёрдое хрупкое кристаллич. вещество с металлич. блеском. Кристаллич. решётка кубическая гранецентрирован-
ная; ttпл 1414 °C, ttкип 2900 °C, плотность 2330 кг/м3 (при 25 °C). Теплоём- кость 20,1 Дж/(моль6 К), теплопроводность 95,5 Вт/(м·К), диэлектрич. прони- цаемость 12; твёрдость по Моосу 7. При обычных условиях К. – хрупкий мате- риал; заметная пластич. деформация наблюдается при темп-рах выше 800 °C. К. прозрачен для ИК-излучения с длиной волны больше 1 мкм (коэф. преломления 3,45 при длине волны 2–10 мкм). Диамагнитен (магнитная восприимчивость – 3,9·10–6). К. – полупроводник, ширина запрещённой зоны 1,21 эВ (0 К); удель-
|
|
Лист
|
18
| |
|
|
Скачать 103.49 Kb.