Bài giảng môn Vật liệu điện: Chương 3 - TS. Nguyễn Văn Dũng

Bài giảng môn Vật liệu điện: Chương 3 giúp người học hiểu về Các quá trình vật lý trong điện môi. Nội dung trình bày cụ thể gồm có: Sự phân cực của điện môi; Tính dẫn điện của điện môi; Tổn hao trong điện môi. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng môn Vật liệu điện: Chương 3 - TS. Nguyễn Văn Dũng Chương III: Các quá trình vật lý trong điện môi Sự phân cực của điện môi Tính dẫn điện của điện môi Tổn hao trong điện môiTS. Nguyễn Văn Dũng. 8/3/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào. 1. Sự phân cực của điện môia. Hằng số điện môi Mỗi chất điện môi (cách điện) được đặc trưng bởi hằng số điện môi εr (εr>1) Hằng số điện môi đo lường mức độ phản ứng của vật liệu khi chịu tác động của điện trường ngoài Vật liệu εr Không khí 1,00059 Giấy 3,7 Thủy tinh 4-6 Nước 80 TS. Nguyễn Văn Dũng. 8/3/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.* Thí nghiệm 1: Tụ điện được nối kết với điện áp không đổi Chân không Bắt đầu chèn khối Khối điện môi được điện môi chèn hoàn toàn Điện tích trên bề mặt điện cực tăng lên khi điện môi lấp đầy khe hở giữa các bản cực TS. Nguyễn Văn Dũng. 8/3/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào. Trước khi chèn khối điện môi, tụ điện có điện dung Co và tổng điện tích trên bản cực là Qo Sau khi chèn khối điện môi: tụ điện có điện dung C và tổng điện tích tăng εr lần từ Qo lên Q (quan sát từ thí nghiệm) Q = ε r Qo = Qo + Q p Q ε r Qo C= = = ε r Co Vo Vo - Điện môi làm tăng điện dung của tụ điện tăng lên εr - Điện trường tổng không thay đổi (E = Eo = Vo/d)TS. Nguyễn Văn Dũng. 8/3/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào. Câu hỏi thảo luận? 1. Tại sao điện trường tổng của hệ thống không đổi? 2. Điện trường giữa hai bản cực tăng hay giảm?TS. Nguyễn Văn Dũng. 8/3/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.* Thí nghiệm 2: Tụ điện có điện tích trên bản cực không đổi Vo εr V Qo Qo Đầu tiên tụ điện được nạp đến điện áp Vo, điện tích trên bản cực là Qo. Ngưng nạp và ngắt tụ điện khỏi nguồn để giữ điện tích trên bản cực Qo là không đổi. Qo Co = Vo TS. Nguyễn Văn Dũng. 8/3/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào. Sau khi chèn khối điện môi: tụ điện có điện dung C và điện áp trên tụ điện giảm εr lần từ Vo về V (quan sát từ thí nghiệm) Vo V= εr Q Qo C= = = ε r Co Animation V Vo / ε r Điện môi làm tăng điện dung của tụ điện lên εr lần Điện trường trong chất điện môi V Vo / ε r Eo Điện môi làm giảm E= = = d d εr cường độ điện trường εr lầnTS. Nguyễn Văn Dũng. 8/3/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.* Thí nghiệm 1: điện môi làm tăng điện tích trên bản cực Đều tăng điện dung* Thí nghiệm 2: điện môi làm của tụ điện εr lần giảm điện áp giữa hai bản cực Nguyên nhân: điện môi bị phân cực dưới tác động của điện trường (xuất hiện lưỡng cực điện) ⇒ Tăng điện dung TS. Nguyễn Văn Dũng. 8/3/2015. Tài liệu ...