Воздушных промежутков

В глубоком вакууме пробивная напряженность среди резко возрастает, что позволяет повышать удельную энергию воздушных конденсаторов при работе ЕН в открытом космосе.

В наибольшей степени этим требованиям отвечают воздушные конденсаторы. Они выпускаются как постоянной, так и переменной емкости. Однако из-за низкой диэлектрической проницаемости воздуха воздушные конденсаторы имеют большие габариты даже при малом значении емкости, поэтому образцовые конденсаторы постоянной емкости с воздушным диэлектриком имеют емкость не более 0,01 мкФ. Максимальная емкость воздушных конденсаторов переменной емкости обычно не превышает 1100 пФ.

Емкость воздушных конденсаторов невелика (десятки пикофа-рад). Конденсаторы больших емкостей (единицы микрофарад), как правило, состоят из металлической фольги, разделенной тонким слоем изоляции. Широко применяются также электролитические конденсаторы, в которых изолирующая прослойка между металлическим электродом и электролитом образуется очень тонкой электролитически осажденной пленкой. Их емкости бывают очень велики (десятки и сотни микрофарад). При работе в цепи переменного тока к ним дополнительно должно быть приложено постоянное напряжение для того, чтобы не разрушить изолирующий слой.

Изготовляется микале'кс чаще всего в виде плит и стержней цилиндрических, четырех- и шестигранных, из которых путем обработки резанием получают различные детали. Микалекс хорошо шлифуется, точится, фрезеруется, сверлится. При обработке для охлаждения может применяться вода. Микалекс обладает высокой теплостойкостью по Мартенсу— не ниже 400° С, хорошими электрическими параметрами, что обеспечивает ему применение в высокочастотной технике, в частности для изготовления деталей воздушных конденсаторов, для каркасов катушек индуктивности, переключателей, мощных генераторных ламп и пр. Высокая нагревостойкость микалекса позволяет применять детали из него при рабочих температурах порядка 300° С. При этом, однако, следует иметь в виду, что у микалекса tg 6 резко возрастает при повышении

Кроме воздушных конденсаторов, применяемых как меры малых значений емкости, в качестве образцовых и рабочих мер емкости больших значений часто применяются слюдяные конденсаторы. Тангенс угла потерь слюдяных конденсаторов примерно 10~4, температурный коэффициент емкости примерно 5-lCF"s К"1. Слюдяные конденсаторы выпускаются в виде отдельных мер с постоянным значением емкости или в виде магазинов емкостей. Магазины емкостей применяются двух типов: штепсельные и рычажные.

Сопротивления, регулируемые по величине и углу, проще всего иметь в виде последовательно или параллельно соединенных активного и индуктивного или активного и емкостного элементов. При этом должны регулироваться как активный, так и индуктивный или емкостный элементы. Однако регулируемые емкостные элементы выпускаются лишь в виде воздушных конденсаторов и имеют очень малые емкости. В большинстве случаев они не могут обеспечить необходимый диапазон регулировки.

Наиболее широкое применение получили конденсаторы с диэлектриком из слюды. Точность подгонки слюдяных конденсаторов, применяемых в мостах переменного тока широкого использования, достигает 0,05—0,03%. Слюдяные конденсаторы в мостах высокой точности не всегда могут быть использованы в качестве измерительных из-за значительных потерь в диэлектрике и зависимости емкости от частоты и температуры. В таких случаях применяют конденсаторы с воздушным диэлектриком, конструктивно выполненные в виде отдельных блоков. Емкость воздушных конденсаторов не превышает 10* пф. Основная погрешность таких воздушных конденсаторов не превышает 0,05—0,02%.

Увеличить стабильность герметизированного контура можно пр« использовании воздушных конденсаторов, у которых ТКЕ~ ~50-10~6 1/град, а временные нестабильности емкости составляют 0,01%. Если воспользоваться катушками с ТКИ«10-Ю-6 1/град, то при перепаде температур в 100° С общая нестабильность частоты может составить 0,25%, а при термокомпенсации ±0,005%. Более высокую стабильность частоты герметизированных контуров получить, как правило, трудно.

Из полистирола могут -быть изготовлены ламповые панели, каркасы катушек, основания для воздушных конденсаторов, изоляционные детали переключателей диапазона, работающих на высокой частоте, проходные и опорные изоляторы антенны, пропиточные и покровные компаунды для дросселей и трансформаторов, катушек индуктивности контуров высокой и промежуточной частоты. Полистирол применяется для изоляции высокочастотных кабелей, где требуется малая емкость и малый коэффициент затухания, Из пленки изготовляются БЧ К9нтурные конденсаторы.

Микалекс. Твердый материал микалекс получается прессованием смеси из порошкообразных слюды и стекла при температуре около 600° С и давлении около 700 кГ/см2. Применяемое при этом борноба-риевое легкоплавкое стекло плавится и отчасти вступает в химическую реакцию,с поверхностными слоями слюды. Кристаллы слюды в механическом отношении играют роль своеобразного каркаса, а размягченное стекло — роль связывающего вещества, цементирующего частицы слюды. Получаемые после прессования пластины светло-серого цвета толщиной 4 -т- 15 мм хорошо -обрабатываются. Временное сопротивление -при изгибе перпендикулярно слоям составляет около 1000 кГ/см*. Гигроскопичность микалекса не превосходит 0,05%. По электрическим свойствам Высокочастотный микалекс уступает слюде: т = Ю-12 l/ом-см; е = 8; tg б =- б-Ю'3 (при 10е гц); Епр = 130 кв/см (толщина 2 мм). Допустимая рабочая температура 300° С. Микалекс применяют, как дугостойкий материал в электрических аппаратах и для производства деталей мощных радиопередатчиков, каркасов катушек индуктивности, плат переключателей, оснований воздушных конденсаторов и др.

сопротивление мягкого и твердого алюминия примерно одинаково: р = 0,0286 ом • мм*/м; TKR = 4,29 X X. 10~3 1/град. Провод из алюминия примерно в два раза легче медного, имеющего такую же-длину и такое же сопротивление. Проводимость алюминия сильно падает при наличии небольших примесей, таких как Мп, Си, Fe вследствие искажения кристаллической решетки; примеси увеличивают также хрупкость металла. Алюминий легко окисляется на воздухе, причем на поверхности образуется газонепроницаемая пленка А12О3 толщиной около 0,05 мкм, предохраняющая внутренние, слои металла от дальнейшего окисления. Из очищенного алюминия (99,5% А1) изготовляют экраны, корпуса-электролитических конденсаторов, - пластины воздушных конденсаторов. Алюминий ввиду его легкости используют для1 рамок и стрелок измерительных приборов, для дисков счетчиков и т. п. Алюминий также используют для шин, проводов и фольги. Весьма чистый алюминий (99,9% А1) обладает высокой пластичностью и стойкостью против коррозии. Он применяется для анодной фольги электролитических конденсаторов и для защитных кабельных оболочек. Кроме того, на основе алюминия изготовляется ряд легких сплавов, отвечающих разнообразным назначениям. .

При изучении законов нагревания и охлаждения двигателя последний рассматривается как однородное тело с бесконечно большой теплопроводностью. Предполагается также, что теплоотдача в окружающую среду пропорциональна первой степени разности температур между нагретым двигателем и окружающей средой. В действительности двигатель состоит из различных и неравномерно распределенных масс меди, стали, изоляции и воздушных промежутков, которые нагреваются по-разному, в зависимости от распределения источников нагрева и

нечно большой теплопроводностью. Предполагается также, что теплоотдача в окружающую среду пропорциональна первой степени разности температур между нагретым двигателем и окружающей средой. В действительности двигатель состоит из различных и неравномерно распределенных масс меди, стали, изоляции и воздушных промежутков, которые нагреваются по-разному, в зависимости от распределения источников нагрева и системы охлаждения двигателя. Но рассматривая двигатель как однородное тело, можно получить принципиальные решения посредством простых и наглядных расчетов.

I. Проводимости воздушных промежутков без учета выпучивания магнитного потока

Понижение давления воздуха сопровождается уменьшением его электрической прочности, что в ряде случаев может привести к пробою воздушных промежутков. Кроме того, при пониженном давлении ухудшается отвод теплоты от нагревающих тел, в результате чего их температура повышается.

К недостаткам дисковых двигателей с печатной обмоткой следует отнести их сравнительную недолговечность, которая обусловливается главным образом стиранием печатных проводников в месте их соприкосновения со щетками. Для повышения износоустойчивости в местах контакта со щеткой проводники покрываются слоем в несколько микрон родия или палладия. Отрицательным качеством этих двигателей является большой зазор, величина которого состоит из толщины диска немагнитного якоря, двойной толщины печатных проводников и двойной толщины воздушных промежутков. Для создания достаточной магнитной индукции в зазоре требуется большая энергия возбуждения, что приводит к увеличению габаритов и веса двигателей с печатными обмотками.

Поля рассеяния встречают на своем пути главным образом сопротивления воздушных промежутков, поэтому сопротивлением стали можно практически пренебрегать и считать, что индуктивность рассеяния La = const.

Обозначим магнитные проводимости контура взаимоиндукции через Лай, контуров рассеяния статорных обмоток — через Л„в и обмоток ротора (возбуждения и успокоительной, принимаемых одинаковыми) — через Лав. Проводимости эти соответствуют про-водимостям соответствующих воздушных промежутков ( 15-2, б).

Строгое аналитическое решение задачи расчета магнитных проводимостей воздушных промежутков может быть получено на ос-

Характер развития разряда в жидком диэлектрике в больших промежутках с неоднородным полем (несколько сантиметров), как показано в работах д-ра техн. наук В. С. Комельков а, имеет много общего с характером лидерного процесса пробоя длинных воздушных промежутков. Скорость развития лидера в жидком диэлектрике при положительной полярности напряжения составляет 103—104 м/с. Эффект полярности приложенного напряжения при кратковременных его воздействиях в трансформаторном масле в неоднородных полях выражен существенно меньше, чем в воздухе при 6=1, хотя при отрицательной полярности электрическая прочность промежутков выше, чем при положительной. Характерно, что при кратковременных воздействиях напряжения на электрическую прочность жидких диэлектриков наличие примесей практически не оказывает влияния. При длительности приложения напряжения 10~3—10~2 с и более электрическая прочность технически чистого трансформаторного масла резко снижается, особенно в случае однородного и слабонеоднородного поля, так как начинают влиять примеси, а при больших временах и высоких напряженностях электрического поля идет процесс старения жидкого диэлектрика.

§ 6.2. РАСЧЕТ МАГНИТНЫХ ПРОВОДИМОСТЕЙ ВОЗДУШНЫХ ПРОМЕЖУТКОВ

любому пути / между эквипотенциальными поверхностями Si и S2. Напряженность Н на выбранном пути / для воздушных промежутков