Теоретические основы электротехники 3

Теоретические основы электротехники 3

Практическое задание 1

Условное графическое изображение двухслойного конденсатора для

всех вариантов задания показано на рис. 1.

Задание

Рассматривается двухслойный плоский конденсатор, подключенный к

источнику напряжения U (рис. 1). Заданы пробивные напряженности слоев

Епроб1 и Епроб2.

Требуется:

– рассчитать напряженность ⃗ , электрическое смещение ⃗⃗ ,

поляризацию ⃗ для каждого слоя конденсатора;

– определить плотность свободных зарядов σ на обкладках

конденсатора и плотность связанных зарядов σсвяз на границе раздела

диэлектриков;

– определить электрическую емкость конденсатора на единицу

площади;

– рассчитать пробивное напряжение Uпроб.

– построить график распределения потенциала φ вдоль оси x.

Ответы привести к размерности: E1 , E2 – [кВ/см]; D1, D2, P1, P2, σ, σсвяз

– [пКл/см2]; Uпроб. – [кB]; C – [пФ/см2].

Сделать необходимые выводы.

Практическое задание 2

Задание

Дано: цилиндрический конденсатор имеет два слоя несовершенной

изоляции (рис. 4)

Введены следующие обозначения: радиус внутреннего цилиндра r0

[см], радиус поверхности раздела двух диэлектриков r1 [см], внутренний

радиус внешнего цилиндра r2 [см]. Длина конденсатора l = [см].

Заданы параметры: относительная диэлектрическая проницаемость

внутреннего слоя 1 = 5, его удельная проводимость 1 = 8,66 · 10 -5 Cм/м, для

внешнего слоя 2 = 3, 2 = 3·10 -5 Cм/м. Конденсатор подключен к источнику

синусоидального тока i = Imsint [ A], частота которого f [Гц].

Найти: пренебрегая краевым эффектом, найти мгновенные значения

радиальных составляющих вектора напряжённости электрического поля для

точек, лежащих между обкладками конденсатора на расстоянии r от оси

цилиндра. Определить мгновенное значение напряжения между обкладками

конденсатора.

Решить задачу двумя способами, сравнить ответы.