LABORATORIUM MATERIAŁOZNASTWA
Wydział: Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki			Rok: II Grupa: A
Tytuł ćwiczenia: Rezystywność skrośna i powierzchniowa materiałów izolacyjnych			Wykonali: P.Korczyński, P.Krupiński, A.Kuraś, T.Kućmierz, P.Kopyciński, M.Kozdęba, M.Jaracz, M.Dac, M.Janocha
Data wykonania: 02.XII.1999	Data oddania: 16.XII.1999	Ocena:

1. Wiadomości podstawowe

Przewodność elektryczna materiałów stałych jest wynikiem skierowanego ruchu naładowanych cząstek, jaki uzyskują one pod wpływem sił pola elektrycznego. Cząstkami tymi są głównie jony domieszek i zanieczyszczeń pozostałych po procesie technologicznym, przy czym najbardziej niekorzystnymi są te, które łatwo ulegają dysocjacji. Stąd w materiałach izolacyjnych podstawową rolę odgrywają zawilgocenia.

W materiałach krystalicznych ruch cząstek może być związany również z występowaniem defektów w sieci krystalicznej, czyli dowolne odchylenie atomów lub jonów od normalnego rozłożenia ich w krysztale.

W szczególnych warunkach w materiałach stałych może również następować przewodnictwo elektryczne np. w silnym polu elektrycznym przed przebiciem.

Rezystancja izolacji - jest to stosunek napięcia stałego przyłożonego do elektrod, do wartości ustalonej natężenia prądu płynącego po powierzchni i przez wnętrze materiału.

Rezystancja skrośna - stosunek napięcia stałego przyłożonego do elektrod do wartości ustalonej natężenia prądu płynącego między elektrodami na wskroś próbki z wyłączeniem tej szczęści prądu, która płynie po powierzchni próbki.

Rezystancja powierzchniowa - stosunek napięcia stałego przyłożonego do elektrod do wartości ustalonej natężenia prądu płynącego przez warstwy wilgoci zaabsorbowanej na powierzchni materiału i innych przewodzących zanieczyszczeń oraz częściowo przez wnętrze próbki.

Rezystywność skrośna - reprezentująca własności objętości materiału

Rezystywność powierzchniowa - reprezentuje własności powierzchni materiału

2. Układy pomiarowe.

Rc

J

3

V

2 1

Elementy:

1,2 - elektrody do których jest doprowadzone napięcie

3 - elektroda ochronna

Rc

G

V

Elementy:

G - galwanometr

V - należy zastosować woltomierz o dużej oporności wewnętrznej np. elektrostatyczny.

Rc - powinien być rzędu 10kΩ, ogranicz on prąd podczas przebicia próbki. Gdy mierzone rezystancje próbek są mniejsze od 10¹³Ω to stosuje się układ z galwanometrem, gdy rezystancja jest większa od 10¹³Ω to układ z elektrometrem.

3. Obliczenia

Lp	Materiał	Pomiary			a [mm]
				1		2	3
1	Mika	0,86	0,90	0,98	0,91
2	PE	1,42	1,11	1,21	1,25
3	PCV	1,73	1,73	1,74	1,73
4	PE	1,04	1,16	0,93	1,04
5	JEP51	0,67	0,66	0,68	0,67
6	JEP1	1,16	1,11	1,22	1,16
7	Papier	0,13	0,11	0,13	0,12
8	Żywica epoksydowa	0,22	0,20	0,21	0,21
9	JEP5	0,94	0,97	1,07	0,99
10	Szkło	3,42	3,13	3,06	3,20

Lp.	U [kV]	Jskrośne [nA]	Jpowierzchniowe [nA]	a [mm]	Rs [Ω]	Rp [Ω]	ϑs [Ωm]	ϑp [Ω]
1	1,0	22	26	0,91	45454545	38461538	163126685,81	2225604396
2	1,5	36	38	1,25	41666667	39473684	108859875,00	2284172932
3	1,5	38	44	1,73	39473684	34090909	74516190,68	1972694805
4	1,5	36	38	1,04	41666667	39473684	130841195,91	2284172932
5	1,5	36	40	0,67	41666667	37500000	203096781,72	2169964286
6	1,5	40	38	1,16	37500000	39473684	105575309,81	2284172932
7	0,3	12	12	0,12	25000000	25000000	680374218,75	1446642857
8	0,5	10	12	0,21	50000000	41666667	777570535,71	2411071429
9	1,5	44	48	0,99	34090909	31250000	112458548,55	1808303571
10	1,0	28	28	3,20	35714286	35714286	36448618,86	2066632653

4. Wnioski

Rezystancja skrośna jest rzędu kilkudziesięciu MΩ (w ćwiczeniu jest od 25 do 41 MΩ). Rezystancja powierzchniowa jest trochę mniejsza ale ma taki sam rząd. Rezystywność skrośna jest rzędu kilkuset Ωm, natomiast rezystywność powierzchniowa jest o cały rząd większa (kilka GΩ).

1

1

---