Рецензент: ведущий инженер по стандартам систем Управления главного энергетика Р. В. Лазарев

знать
- основные группы металлических и неметаллических конструкционных, электротехнических и специальных материалов, их свойства и области применения;
- современные способы получения материалов и изделий из них. Строение и свойства материалов, сущность явлений, происходящих в материалах в условиях эксплуатации изделий;
уметь
- оценивать и прогнозировать поведение материала и причины отказа деталей и изделий под воздействием на них различных эксплуатационных факторов;
- обоснованно и правильно выбирать материал, назначать обработку в целях получения структуры и свойств, определяющих высокую надежность изделий;
- выбирать рациональный способ получения заготовок, исходя из заданных эксплуатационных требований к детали;
владеть
- навыком расчетов и проведения экспериментов с образцами материалов;
- навыками управления информацией с применением схем и систем проектирования, выбора, испытания материалов.
Рабочая тетрадь включает в себя перечень лабораторных исследований материалов электронной техники, предусмотренных учебным планом.
Выполнение лабораторного практикума включает в себя следующие этапы:
- самостоятельную подготовку обучающегося к лабораторной работе;
- практическую работу;
- оформление отчета;
- защиту отчета.
Требования по технике безопасности
Перед началом цикла лабораторных работ обучающиеся должны оз­накомиться с правилами техники безопасности, действующими в дан­ной лаборатории и сделать запись об этом в лабораторном журнале.
При подготовке к выполнению лабораторных работ обучающимся категорически запрещается включение тумблеров на щите и в лабора­торных установках.
Во время выполнения лабораторной работы запрещается:
- устранять самостоятельно неисправности в работающих приборах или установках;
- касаться оголенных концов и проводов разъемов;
- выполнять работы, не связанные с проводимыми исследованиями;
- включать тумблера на приборах и установках, не имеющих отношения к выполняемой работе.
Порядок выполнения лабораторных работ
Прежде чем приступить к работе, обучающиеся должны ознакомиться с основными теоретическими положениями, методикой работы с прибо­рами и оборудованием и методикой измерения.
Перед выполнением работы преподаватель проводит опрос обучающихся по готовности к выполнению лабораторной работы.
Чтобы быть допущенным к выполнению работы обучающийся должен:
- понимать физическую сущность явлений, изучаемых в работе;
- знать функциональную схему измерительной установки и методику из­мерений;
- иметь представление о характере ожидаемых результатов опыта и уметь их объяснить;
- уметь пользоваться измерительными приборами и оборудованием, при­меняемыми при исследовании.
Опрос проводится в качестве индивидуального собеседова­ния преподавателя со обучающимся перед началом работы, во время ее проведения и при представлении готового отчета о работе.
Лабораторную работу выполняет бригада в составе двух-трех человек.
Перед началом цикла лабораторных работ проводится общий ин­структаж по технике безопасности, а перед началом каждой лабора­торной работы - инструктаж на рабочем месте.
Запрещается включение источников питания до проверки схемы преподавателем или лаборантом.
Опытные данные заносятся обучающимися непосредственно в рабочую тетрадь. Расчеты, основанные на экспериментальных дан­ных, проводятся в процессе выполнения работы. Размерность в рас­четах должна проставляться в соответствии с международной систе­мой единиц (СИ).
Лабораторное задание считается выполненным после просмотра и утверждения результатов эксперимента преподавателем. Приборы измерительной установки отключаются, и схема разбирается лишь пос­ле того, как лабораторное задание выполнено полностью.
Графический материал отчета выполняется на бумаге с миллиметровой или другой специальной сеткой координат. Эксперименталь­ные точки на графиках должны быть изображены отчетливо. Кривые зависимостей проводят с учетом статистического разброса точек и формы теоретической зависимости.
Рекомендуется графики опытных зависимостей строить в процес­се выполнения работы.
Защита лабораторных работ
Отчет о проделанной работе представляется преподавателю для проверки и защиты. Защита отчета проводится индивидуально каждым обучающимся после выполнения лабораторной работы. Во время защиты преподаватель проверяет:
- правильность произведенных расчетов;
- знание теоретического материала по работе;
- степень знакомства с литературой, рекомендуемой по теме работы и справочными данными.
Зачет за весь практикум выставляется на осно­вании зачетов по всем выполненным работам. При выполнении работ в лаборатории следует руководствоваться инструкцией по технике безопасности, ознакомление с которой подтверждено личной подписью обучающегося.

Лабораторная работа №1

ИССЛЕДОВАНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ И УГЛА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ ТВЕРДЫХ ПЛЕНОЧНЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ

1.1 Цель работы

Целью работы является исследование диэлектрической проницаемости ε и тангенса угла диэлектрических потерь tg() твердых пленочных диэлектриков.

1.2 Теоретическое введение

Основным, характерным для любого диэлектрика процессом, возникающем при воздействии на него электрического поля, является поляризация - ограниченный, обратимый процесс упругого смещения связанных электрических зарядов атомов и молекул вещества.

О явлениях, связанных с поляризацией диэлектрика, судят по величине относительной диэлектрической проницаемости, учитывающей роль среды при взаимодействии электрических зарядов. Величина емкости конденсатора с диэлектриком и накопленный в нем электрический заряд обуславливаются суммой различных видов поляризации, существующих в материале. Относительной диэлектрической проницаемостью ( ) вещества называется сила взаимодействия двух точечных зарядов в данной среде по отношению к вакууму. [1]
Существует два типа поляризации, отличающиеся временем ее установления: “мгновенная” и “замедленная” (релаксационная) и возможностью потери энергии при ее протекании. При мгновенных видах поляризации время ее установления 10^-15 – 10^-13 с., при замедленных
10^-2 – 10^-4 с. Мгновенные виды поляризации протекают без затраты энергии, релаксационные – с затратой энергии.
Существует четыре механизма диэлектрических потерь в электроизоляционных материалах:
-потери сквозной электропроводности, особенно проявляющиеся при повышенных температурах и низких частотах;
-потери за счет всех видов релаксационной поляризации;
-потери из-за неоднородности структуры материала;
-ионизационные потери.
Диэлектрические потери характеризуются либо значением рассеянной мощности, либо углом потерь δ, либо его тангенсом tgδ. Угол δ - это угол, дополняющий угол сдвига фаз φ между током, существующем в диэлектрике, и напряженностью электрического поля (рис. 1.1).
(1.1)
где I_а - активная составляющая тока;
Ip - реактивная составляющая тока.