Харламова З.В.
Сборник методических указаний
к выполнению лабораторных работ по курсу:
«Техника и электрофизика высоких напряжений»
для студентов направления «Электротехника и электротехнология»
дневной и заочной форм обучения
Мариуполь, 2010 г.
УДК 621..311
Методическое пособие содержит указания к лабораторным работам курса «Техника и электрофизика высоких напряжений». В методическом пособии содержится необходимые сведения теории, дан ход работы, перечислены меры безопасности, даны вопросы для допуска к лабораторным работам и контрольные вопросы, а так же литература по которой студент может углубить свои знания. Харламова З.В. Сборник методических указаний к выполнению лабораторных работ по курсу:«Техника и электрофизика высоких напряжений»для студентов направления 6.050701- «Электротехника и электротехнология» дневной и заочной форм обучения ПГТУ. 67 с. 2010г.
Составитель:
| Кандидат технических наук, доцент | Харламова З.В. |
Ответственный за выпуск
| Доктор технических наук, профессор | Саенко Ю.Л. |
Рецензент:
| Кандидат технических наук, доцент | Гаврилов Ф.А |
Утверждена на заседании кафедры
Протокол № ____8____
от ”___4___”_марта___2010 г.
Рекомендована методической комиссией
Энергетического факультета
Протокол № ____8____
от ”___4___”_марта___2010 г. О.Ю. Нестеров
Оглавление
| 1. | Лабораторная работа №1 | |
| 2. | Лабораторная работа №2 | |
| 3. | Лабораторная работа №3 | |
| 4. | Лабораторная работа №4 | |
| 5. | Лабораторная работа №5 | |
| 6. | Лабораторная работа №6 | |
| 7. | Лабораторная работа №7 |
Лабораторная работа № 1
Тема: «Исследование электрического поля между двумя электродами в полупроводящей среде».
Цель: "Получить картину элементарного поля двух электродов в полупроводящей среде, исследовать влияние формы электродов на картину поля".
Основные теоретические положения
Реальные электроустановки имеют сложные электрические поля. Их рассчитывают с помощью ЭВМ, в частности, методом эквивалентных зарядов поля.
При использовании этого метода допускается считать, что электрическое поле создано не зарядами на поверхности электродов, а зарядами, сосредоточенными внутри электродов (эквивалентными зарядами).
Эквивалентные заряды могут быть: точечными, линейными, с постоянной плотностью, кольцевыми.
При использовании точечных зарядов:
,
где (x; y; z)- координаты точки.
;
,
Рисунок 1. Моделирование поля шаровых электродов.
Соотношения для электростатического поля в диэлектрике:
ротор электрического поля: 
интеграл от вектора напряженности электрического поля равен разности токов смещения: 
вектор электрической индукции: 
, где 
;
дивергенция вектора электрической индукции: 
;
интеграл от вектора электрической индукции. 
.
Эти соотношения можно формально заменить соотношениями для электрического поля в проводящей среде:
;
;
;
.
Если в первых соотношениях заменить вектор электрического смещения 
вектором плотности тока 
, заряд q током i и абсолютную диэлектрическую проницаемость 
, удельной проводимостью j, то мы можем проследить идентичность этих соотношений.
Кроме того, если условия для вектора 
на границе диэлектрика с абсолютной диэлектрической проницаемостью 
, то электрические поля в проводящей среде и диэлектрике должны быть аналогичны друг другу. В технике высоких напряжений нас прежде всего должна интересовать картина электрического поля в диэлектрике. Установленная аналогия позволяет заменить исследование электрического поля в диэлектрике экспериментальным исследованием поля в проводящей либо в полупроводящей среде.
Рисунок 2. Векторы напряженности двух зарядов.
Выполним расчет поля для двух параллельных электродов в одной среде (электрод рассматривается в виде провода). На основании первого закона Кирхгоффа:
-ток на единицу длины линии.
Для одного провода:
.
Для двух проводов по принципу суперпозиции:
.
7. Изменить форму электродов, в соответствии с пунктом 2. Повторить пункты 3,4,5,6 для каждой формы элемента Опыт заключается в получении на полупроводящей плоскости семейства линий равного потенциала для разных электродов и исследовании их влияния на картину поля.
