Расчет пробивного напряжения воздушного промежутка

Для выполнения данной лабораторной работы по определению пробивного напряжения воздушного промежутка между шарами, необходимо произвести расчеты на основании стандартных табличных данных и формул приведения к нормальным атмосферным условиям. Ниже представлен порядок расчета и заполнения таблицы 1.1. 1. Расчет относительной плотности воздуха \(\delta\) Относительная плотность воздуха рассчитывается по формуле: \[ \delta = \frac{0,386 \cdot p}{273 + t} \] где: \(p\) — атмосферное давление в мм рт. ст. (обычно принимается нормальное \(760\) мм рт. ст.); \(t\) — температура воздуха в \(^\circ C\) (обычно принимается комнатная \(20^\circ C\)). При стандартных условиях (\(p = 760\), \(t = 20\)): \[ \delta = \frac{0,386 \cdot 760}{273 + 20} \approx 1,0 \] 2. Определение \(U_0\) (табличное значение) Значения \(U_0\) (амплитудное пробивное напряжение при нормальных условиях) берутся из справочных таблиц (Приложение А) для соответствующих диаметров шаров \(d\) и расстояний между ними \(h\). Для шаров \(d = 50\) мм (примерные значения): - При \(h = 5\) мм: \(U_0 \approx 17,0\) кВ - При \(h = 10\) мм: \(U_0 \approx 31,7\) кВ - При \(h = 15\) мм: \(U_0 \approx 45,5\) кВ - При \(h = 20\) мм: \(U_0 \approx 58,0\) кВ 3. Расчет \(U_\delta\) (исправленное напряжение) Пробивное напряжение при данных атмосферных условиях рассчитывается как: \[ U_\delta = U_0 \cdot k \cdot \delta \] где \(k\) — поправочный коэффициент на нелинейность (часто для упрощения в школьных работах \(k \approx 1\), тогда \(U_\delta = U_0 \cdot \delta\)). 4. Заполнение экспериментальных данных \(U_1\) и \(U_2\) Столбцы \(U_1\) и \(U_2\) заполняются по результатам реальных замеров вольтметром на первичной или вторичной обмотке трансформатора. \(U_1\) — напряжение в Вольтах (В). \(U_2\) — напряжение в киловольтах (кВ), пересчитанное через коэффициент трансформации \(n\): \[ U_2 = U_1 \cdot n \] Пример заполнения части таблицы для \(d = 50\) мм (при \(\delta = 1\)): № | d, мм | h, мм | U0, кВ | δ | Uδ, кВ --|---|---|---|---|--- 1 | 50 | 5 | 17,0 | 1,0 | 17,0 2 | 50 | 10 | 31,7 | 1,0 | 31,7 3 | 50 | 15 | 45,5 | 1,0 | 45,5 4 | 50 | 20 | 58,0 | 1,0 | 58,0 Для шаров меньшего диаметра (\(d = 20\) мм) значения \(U_0\) будут ниже, так как поле становится менее однородным. Рекомендация для тетради: 1. Перечертите таблицу. 2. Запишите формулу для \(\delta\). 3. Уточните у преподавателя значения давления и температуры в лаборатории для точного расчета \(\delta\). 4. Значения \(U_1\) и \(U_2\) впишите из протокола проведенных вами измерений.