Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь


Лабораторная работа N 3





Определение εk способом трансформаторного моста .

Горная порода рассматривается как диэлектрик с потерями и считается, что она может

быть представлена эквивалентной схемой (рис. 30).

При незначительном активном сопротивлении R, шун­тирующем емкость С, реактивное сопротив-ление велико и определение εk представляет трудности. Поэтому для успешных определений ε k необходимо, чтобы для измерительного кон­денсатора с породой соблюдалось условие tg δ ≤ 1.

Конденсатор с породой представляет одно из основных плеч моста, с комплексным сопротивлением Z1 = R1 - jωC1 (см. рис. 32). Вторым основным плечом является комплексное сопротивление Z4, состоящее из параллельно включенных сопротивления и емкости С4. Плечо

 

 

24 позволяет уравновесить мост по модулю и фазе. Вспомогательными плечами моста служат равные активные сопротивления Z2 = R2 Zз = Rз , из которых складывается сопротивление вторичной обмотки трансформатора со средней точкой (с выводом от этой точки) звукового генератора. Плечи R2и Rз индуктивно связаны с первичной обмоткой трансформатора. Равновесие мостовой схемы устанавливается с помощью элект­ронного вольтметра ИР (индикатор равновесия).

В момент равновесия схемы искомая емкость С1 = С4 и сопротивление R1 =R4 . При этом емкость С1 обусловлена не только диэлектрической поляризацией породы, но и накоплением заряда в приэлектродном слое. С1 тем более отличается от емкости Сп образца, созданной диэлек­трической поляризацией, чем меньше частота тока, проходя­щего через образец. Сопротивление R1 включает сопротивление, вызванное наличием приэлектродных зарядов в образце и электрохимическими процессами на поверхности электродов.

Так как кажущаяся диэлектрическая проницаемость образца породы εk = С1О,

то очевидно, что для определения εk, кроме С1 , должна быть известна емкость конденсатора СО СО в безвоздушном простран­стве с учетом его краевой емкости.

Обычно при определении εk применяются двухэлектродные конденсаторы, которым соответствует эквивалентная схема на рис. 30.



 

 


 


 

Рис. 30. Принципиальная схема моста с индуктивно

связанными плечами и конденсатора с образцом.

а - мост; конденсатор; б-измерительный,

в-плоский дисковый, г-плоский


 


 

 

 

Для этих конденсаторов, где С1 C5 и С6 - емкости соответственно активная (рабочая), паразитная, обусловленная полями рассеяния (краевыми полями конденсатора) и емкостью между подводящими про водами, и паразитная, учитывающая емкости зазоров между образцом и обкладками конденсатора; обе паразитные емкости зависят от конструкции и размеров конденсатора; С0C5 и С6 ' -активные и паразитные· емкости после удаления из конденсатора образца.

 

Если расстояние между пластинами конденсатора мало, по сравнению с диаметром электродов, как у плоского дискового конденсатора, то при С1 ≥ C5 изменение C5 при внесении образца невелико при ε ≤ 20 и толщине образца 1-6 мм. При электродах, плотно прижатых к образцу, C6 ≈ ∞ . В этих условиях эквивалентная схема конденсатора преоб­разуется к виду, изображенному на рис. 30, б.

Существенно уменьшается влияние перераспределения полей в случае, когда образец находится в центральной части конденсатора.

Емкость Соопределяется калибровкой. Калибровка цилин­дрических конденсаторов, предназначенных для измерения δ и tg δ рыхлых пород (песков, алевритов и других) и почв производится по воде и воздуху. При этом способе калибровки измеряются емкости конденсатора Свз СВ и С1 , соответственно при воздухе, воде и образце породы между его пластинами, находящимися на неизменяющемся расстоянии друг от друга и при постоянной температуре.

 

С учетом формулы (72), разность между диэлектрическим и проницаемостями εв и εвз при воде и воздухе между пластинами конденсатора определяется выражением

С0 = (Св - Свз ) / (80,1- 1)

так как εвз≈ l и εв=80,1 при t=20° С. Конденсаторы могут быть также прокалиброваны по трём­- четырём жидкостям с известными значениями ε, например, приt =20°С, по касторовому маслу (ε = 4,6), этиловому спирту (ε=25,8), глицерину ε=56,2, дистиллированной воде ε=80,1. С0 - угловой коэффициент прямой C1i = C0·εKi + C5, где C5-емкость рассеяния и проводов.

Плоские конденсаторы, предназначенные для определения ε и tg δ сцементированных образцов пород, градуируются по воздуху и химически чистому парафину с температурой плавления 46°С (ε пар = 2,0 при 18°С ) , при этом

С0 ≈ Спар – Свз,

Зная С0 и Свз , измеряя емкость С1 конденсатора с образцом, рассчитывают ε к:

ε К = (С1 - СВЗ) / С0 + εВЗ = (С l- Свз) / СО+ 1.

 





Читайте также:


Рекомендуемые страницы:


Читайте также:
Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас...
Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние...
Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение...
Как построить свою речь (словесное оформление): При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (466)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.003 сек.)