Диэлектрическая прокладка плоского конденсатора состоит из 3ёх слоёв: 1) слоя пропитанной бумаги толщиной 3 см с диэлектрической проницаемостью, равной 4; 2) компаунда толщиной 1 см с диэлектрической проницаемостью 2,5; 3) воздушного слоя толщиной 0,1 мм. При каком напряжении на конденсаторе начнутся разряды в воздушном зазоре, если пробивное напряжение равно 70*10^5 В\м?
Для определения напряжения пробоя воздушного зазора в конденсаторе необходимо сначала найти емкость конденсатора, а затем использовать формулу для определения напряжения пробоя.
Емкость конденсатора можно найти по формуле: С = ε0 εr S / d,
где С - емкость конденсатора, ε0 - диэлектрическая проницаемость вакуума (8,85*10^(-12) Ф/м), εr - диэлектрическая проницаемость материала, S - площадь пластин конденсатора, d - расстояние между пластинами.
Для нашего случая: S = 1 м², d = 3 см + 1 см + 0,1 мм = 0,034 м.
Суммарная емкость конденсатора будет равна: С = C1 + C2 + C3 ≈ 2,03*10^(-9) Ф.
Теперь найдем напряжение пробоя воздушного зазора: U = ε0 * E, где U - напряжение, при котором начнется разряд воздушного зазора, E - напряженность поля в воздушном зазоре.
Для нашего случая: E = U / d = 7010^5 / 0,034 ≈ 2,0610^7 В/м.
Учитывая, что пробивное напряжение равно 7010^5 В/м, получаем, что разряд в воздушном зазоре начнется при напряжении 2,0610^7 В.
Для определения напряжения пробоя воздушного зазора в конденсаторе необходимо сначала найти емкость конденсатора, а затем использовать формулу для определения напряжения пробоя.
Емкость конденсатора можно найти по формуле:
С = ε0 εr S / d,
где С - емкость конденсатора,
ε0 - диэлектрическая проницаемость вакуума (8,85*10^(-12) Ф/м),
εr - диэлектрическая проницаемость материала,
S - площадь пластин конденсатора,
d - расстояние между пластинами.
Для нашего случая:
S = 1 м²,
d = 3 см + 1 см + 0,1 мм = 0,034 м.
Для каждого материала проведем вычисления:
1) бумага: C1 = 8,8510^(-12) 4 1 / 0,034 ≈ 1,0410^(-9) Ф,
2) компаунд: C2 = 8,8510^(-12) 2,5 1 / 0,034 ≈ 0,7310^(-9) Ф,
3) воздух: C3 = 8,8510^(-12) 1 1 / 0,034 ≈ 0,2610^(-9) Ф.
Суммарная емкость конденсатора будет равна:
С = C1 + C2 + C3 ≈ 2,03*10^(-9) Ф.
Теперь найдем напряжение пробоя воздушного зазора:
U = ε0 * E,
где U - напряжение, при котором начнется разряд воздушного зазора,
E - напряженность поля в воздушном зазоре.
Для нашего случая:
E = U / d = 7010^5 / 0,034 ≈ 2,0610^7 В/м.
Учитывая, что пробивное напряжение равно 7010^5 В/м, получаем, что разряд в воздушном зазоре начнется при напряжении 2,0610^7 В.