材料导电性能的测定

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1、材料导电性能的测定材0901-5班赵恺20092104I.绝缘电阻的测定一、实验目的①了解绝缘材料的导电机理②弄懂高阻计测量材料电阻率的基本原理③掌握常温下用高阻计三电极系统测量材料绝缘电阻的方法二、基本原理1.材料的绝缘电阻（1）绝缘电阻由绝缘电阻R=U/I，I=Iv+Is上式表明绝缘电阻实际上是体积电阻与表面电阻的并联（2）体积电阻率体积电阻率的定义是沿体积电流方向的直流电场强度与稳态体积电流密度之比，即（3）表面电阻率表面电阻率的定义是沿表面电流方向的直流电场强度与稳态下单位宽度的电流密度之比，即它是衡量材料漏电性能

2、的物理量，与材料的表面状态及周围环境条件（特别是湿度）有很大的关系。2.测试原理及仪器结构测定绝缘电阻的方法主要有：电压一电流表法(测量109Ω以下的绝缘电阻)、检流计法(1012Ω以下)、电桥法(1015Ω以下)以及高阻计法。其中高阻计测量的阻值较高，测量范围较广，而且操作方便，因此在工程中普遍采用。本实验采用高阻计测量绝缘电阻，仪器如下图所示k1—测量与放电开关；k2—RV、RS转换开关；k3—输入短路开关；R0—标准电阻；A—测量电极；B—保护电极；C—试样Rx；D—底电极高阻计法测量的基本电路示意图（1）仪器测试原

3、理由之前所推公式，在上图电路中，两公式可写成由图可见当测试直流电压V加在试祥Rx和标淮电阻R0上时，回路电流Ix为：整理得：由于Rx远远大于R0，则（2）式可近似为：，即可通过V0求得所对应的Rx。（2）电极系统国家标准GB1410固体电工绝缘材料绝缘电阻、体积电阻率和表面电阻实验方法中推荐一种三电极测量方法，包括中心圆柱电极、圆环电极以及底面平板电极，如图所示。体积电阻率表面电阻率其中代表测量电极的有效直径，t代表试样的厚度。采用三电极体系测量体电阻时，表面漏电电流由保护电极旁路接地，而测量表电阻时，体积漏电流由保护电极

4、旁路接地。这样就实现了体积电流与表面电流的分离。三、实验器材ZC-36型数字超高阻微电流测量仪、测试仪附件、烘箱、干燥器、千分卡尺、镊子、软布条或医用棉签、无水乙醇等四、测试操作步骤1．试样制备选取平整、均匀、无缺陷的试样原片，绝缘电阻试样切割为边长100mm左右，厚度为2～4mm的方形试样。试样的数量不少于2个，并用布条蘸无水乙醇将试样擦洗干净，风干。为减小温度与湿度对结果的影响，绝缘电阻试样在测量前应按表1条件进行预处理。预处理结束后，将试样置于干燥器中冷却至室温待用。试样温度/℃相对湿度/%时间/hA20±565±5

5、≥24B70±2＜404C105±2＜401预处理条件2．测试环境要求国家标准规定温度为（20±5）℃，相对湿度（65±5）%。3．电极从干燥器中取出试样块，安放在屏蔽箱内。安放时应注意：保持3个电极同心；间隙均匀；电极与试样接触良好；环电极的光洁面接触试样，切勿倒置；先测表面电阻，按三电极线说明接好电极线，盖上屏蔽箱盖，将屏蔽箱外的开关拨至Rs。4．仪器的准备（1）接通电源前的准备工作：<1>检查电源联系是否正确<2>测试电压选择开关置于放电位置，测试电压旋钮放在最低档（10V挡）。<3>倍率旋钮放在最低量程上<4>将电

6、表“+”、“一”极性开关放在“+”的一边。<5>输入短路开关应放在短路位置，使放大器输入端短路。<6>电表机械零点处于零出。（2）仪器的连接：<1>调整“调零”旋钮，使电表指针在“0”点。(对欧姆刻度来说就是“∞”点)<2>将电缆线一端接在高阻仪面板上的输入插座中，另一端接至电极箱一侧的测量插座中并旋紧固定套。<3>将测试电源线一端接在高阻仪面板上的测试电压接线柱Rx上（红色），另一端接至电极箱一侧的测试电压接线柱上（红色）。(此时高阻仪面板上的“放电—测试”开关应置于“放电位置”。)<4>将接线地线一端接至高阻仪面板上的

7、接地端钮上，另一端接到电极箱的接地端钮上，然后一并接地。（3）测试样品的连接将充分放电及干燥处理的试样(即当试样末加压时，应在仪器上没有明显的指示值)的三个电极引线分别接于电极箱内相应的三个接线柱上，关闭电极箱盖。（4）接通电源及预热将电源开关打开，预热15分钟。（若用高倍率挡时应预热1小时）将仪器连接线接好，操作仪器，使高阻表处于备用状态。5．测试步骤（1）测量体积电阻值Rv：<1>将Rv、Rs转换开关旋至Rv处。<2>将电压选择开关置于所需要的测试电压位置上，将“倍率选择”旋钮选至所需的位置。(在不了解测试值的数量级时

8、，倍率应从低次方开始选择。)<3>将“放电、测试”开关放在“测试”位置，检查电压应选择的位置，打开输入短路开关(即按钮抬起来)，读取加上测试电压1分钟，指示电表显示的电阻值。读数完毕，将“倍率”打回“10-1”档。（2）测量表面电阻值Rs：<1>将Rv、Rs转换开关旋至Rs处。<2>将电压选择开关置于所