реферат. Авн Электроника. Тесты. Вопрос 1. Основная характеристика электрического поля является а Электрическая сила
 Скачать 0.75 Mb.
|
|
Название работы Вариант задания выдается в виде числа, по которому выбираются номера задач для решения и строка исходных данных из таблицы 1.
Исходные данные РГР №1 По теме: Плоский конденсатор. Задание №1 Определить расстояние d между пластинами и запас прочности Kпр плоского конденсатора емкостью С= 1 770 пФ (1пФ= 10^ -12 Ф), если рабочее напряжение U=380 В, площадь каждой пластины S=5cм^2и в качестве диэлектрика применена слюда, относительная диэлектрическая проницаемость которой е = 6, а электрическая прочность (напряженность пробоя) Епр = 88-10^6 В/м (приложение 2). Определить размеры конденсатора (d и 5"), обеспечивающие ту же емкость С и запас прочности кпр конденсатора при неизменном рабочем напряжении U, если заменить слюду между пластинами конденсатора парафинированной бумагой (е = 4,3; Епр = 15 • 10^6 В/м). Оценить, как повлияет на размеры конденсатора увеличение его запаса прочности при неизменной емкости. Решение. 1. Определение расстояния d между пластинами и запаса прочности Кпр плоского конденсатора при использовании в качестве диэлектрика слюды. Известно, что емкость плоского конденсатора определяется его параметрами: С = Seeo (1) d откуда расстояние между пластинами d= Seeo:С=5 • 10^-4 • 6 • 8,854 • 10^-12 = 0,015 мм 1770 • 10^-12 Напряженность поля между пластинами плоского конденсатора согласно формуле E= U= _____380________ = 25,3 • 10^6 В/м d 0,015 •10^-3 Запас электрической прочности диэлектрика согласно формуле E= Епр = 88 • 10^6 = 3,5 Е 25,3•10^6 2. Определение размеров конденсатора при замене диэлектрика. Электрическая прочность при замене диэлектрика уменьшится в m раз, m = Епр. слюды /Епр бумаги. Сохранение запаса электрической прочности Кпр согласно формуле может быть обеспечено уменьшением во столько же раз напряженности поля: Е = Е m(здесь и далее штрихом обозначаются новые значения величин). Уменьшение напряженности поля при неизменном напряжении питания согласно выражению можно обеспечить увеличением расстояния d в m раз: d' = dm. При этом для обеспечения неизменной емкости конденсатора согласно формуле требуется увеличить произведение Se в m раз: S 's = Sem, откуда S ' = Sеm/е'. Тогда необходимые размеры конденсатора при замене слюды (е = 6) парафинированной бумагой (е' = 4,3) определяются следующим образом: m=Епр.слюды = 88 •10^6 =5,87 Епр.бумаги 15• 10^6 d' = dm = 0,015•5,87 - 0,088 мм; S'=S E =5 _6_ 5,87=40,93 см2 E' 4,3 Таким образом, для обеспечения заданных условий при замене диэлектрика в конденсаторе необходимо увеличить толщину диэлектрика в 5,87 раз и площадь пластин в S '/S = 40,93/5 = = 8,186 раза. 3.Оценка влияния размеров конденсатора на его запас прочности. Как видно из выражения), запас прочности Кпр определяется пробивной напряженностью диэлектрика Епр и напряженностью поля Е между обкладками конденсатора . Следовательно, при неизменном диэлектрике увеличение Кпр достигается уменьшением напряженности Е поля во столько же раз. При неизменном напряжении источника энергии согласно выражению уменьшить напряженность Е, можно увеличением расстояния d между пластинами (обкладками) конденсатора во столько же раз. При увеличении расстояния d между пластинами конденсатора при неизменном диэлектрике согласно формуле емкость может сохранить свое прежнее значение при увеличении площади каждой из пластин во столько же раз. Например, в рассматриваемой задаче при использовании слюдяного диэлектрика увеличить Кпр в 2 раза (т. е. с 3,5 до 7) можно, соответственно увеличив расстояние d с 0,015 до 0,03 мм и площадь S с 5 до 10 см2. На практике конденсаторы выполняются в большинстве случаев с запасом прочности Кпр = 2...3. В редких случаях 1,5 < Кпр < 2,0 или 3 < Кпр < 10. Как мы убедились, увеличение запаса прочности приводит к увеличению размеров и, следовательно, стоимости конденсаторов, т. е. без особой необходимости не следует стремиться к увеличению запаса прочности конденсатора. Практическая работа №2. |