Tài liệu học phần Vật liệu điện nvdung Bai tap 2 HK1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN

KC116
VẬT LIỆU ĐIỆN
Bài tập 2
Ngày giao:07/10/17

Ngày nộp:14/10/17

Câu 1
Đối với một chất khí lý tưởng, Hệ số ion hóa Townsend thứ nhất, α được xác định bằng công
thức sau:

Với
p = áp suất chất khí (1520 mmHg)
d= khoảng cách điện cực (cm)
E=cường độ điện trường giữa hai bản cực (V/cm)
A=14.6 (1/(mm Hg.cm))
B= 365 (V/(mm Hg.cm))
U= điện áp giữa hai bản cực
1.1 Sử dụng công thức xác định α và điều kiện để xảy ra phóng điện Townsend (γ(exp(αd)-1=1),
chứng minh rằng đường cong Paschen có hình dạng lý thuyết được cho bởi công thức sau.

Ugi: điện áp phóng điện

1.2 Tìm giá trị điện áp phóng điện nhỏ nhất của không khí giữa hai bản cực kim loại? Nhờ va
đập vào bản cực âm cathode, trung bình 100 ion dương sẽ giải phóng 1 điện tử từ cathode. Giá trị
của tích số pd khi điện áp phóng điện cực tiểu?
1.3 Trong quá trình sản xuất lớp cách điện 1,0 mm với εr = 3,0, ngẫu nhiên xuất hiện một khe

không khí 0,1 mm. Áp suất trong khe không khí là 1 bar. Điện áp ion hóa được định nghĩa là
1


điện áp của lớp cách điện tại thời điểm phóng điện xảy ra trong khe không khí. Tính điện áp ion
hóa khi khe không khí bị phóng điện? Kết cấu hệ thống được cho ở hình 1.

Hình 1. Lớp cách điện với khe hở không khí. a=1,0mm và d=0,1 mm.
Câu 2
Khí SF6 có áp suất cao đóng vai trò quan trọng trong cách điện cao áp, đặc biệt trong các máy
cắt. Độ bền điện của khí SF6 lớn hơn hai lần so với độ bền điện của không khí.
Một khoảng cách điện cực như hình 2 được điền đầy khí SF6 tại áp suất 1 atm.

Hình 2. Không gian giữa 02 điện cực được điền đầy khí SF6.
Trong quá trình phóng điện Townsend trong khí điện âm, dòng điện được xác định theo công
thức sau.

io=qNo là dòng liên tục được sinh ra từ cathode do tác động của bức xạ (photoemission)

α và η là hàm số của cường độ điện trường và áp suất khí
2


Vì quá trình phóng điện Townsend phát triển rất nhanh khi so với nữa chu kỳ của điện áp 50 Hz,
điện áp đặt vào hai bản cực xem như không đổi và bằng với giá trị biên độ.
2.1 Tính điện áp phóng điện trong khí SF6 theo nguyên lý phóng điện Townsend. (gợi ý biểu
thức tìm ra không thể giải được nhưng đáp án là α và η)
2.2 Tìm giá trị điện áp phóng điện nếu khí SF6 được thay bằng không khí? Sử dụng dữ liệu ở câu
1.
2.3 Tỉ số giữa điện áp phóng điện trong khí SF6 và không khí?

3