Введение. Целью дисциплины «Электрофизические методы и приборы контроля качества продукции»является изучение методов и средств измерения различных электрических

Целью дисциплины «Электрофизические методы и приборы контроля качества продукции» является изучение методов и средств измерения различных электрических параметров, формирование инженерных знаний и навыков по применению электрофизических методов исследований для контроля качества промышленной и пищевой продукции, по выбору и практической реализации различных методов измерений.

По определению электрофизика занимается изучением поведения веществ в электрических и магнитных полях. Одной из важнейших электрофизических характеристик веществ является удельная проводимость ‒ величина прямо пропорциональная плотности электрического тока (направленного движения электрических зарядов), протекающего в каком-либо объеме и обратно пропорциональная напряженности электрического поля. В зависимости от ее значения вещества подразделяются на проводники, полупроводники и изоляторы. Причем лучшие проводники — металлы, обладают удельной проводимостью в 10²⁴ раз превышающей проводимость изоляторов.

В отсутствие внешнего поля в любом элементе объема проводника отрицательный свободный заряд компенсируется положительным зарядом ионной решетки. В проводнике, внесенном в электрическое поле, происходит перераспределение свободных зарядов, в результате чего на поверхности проводника возникают нескомпенсированные положительные и отрицательные заряды. Этот процесс называют электростатической индукцией, а появившиеся на поверхности проводника заряды – индукционными зарядами.

Индукционные заряды создают свое собственное поле напряженностью Е ʹ, которое имеет направление противоположное направлению внешнего поля Е ₀ во всем объеме проводника и компенсирует его, т.е. внутри проводника полное электростатическое поле Е равно нулю

Е = Е ʹ + Е ₀ = 0.

Т.о. все внутренние области проводника, внесенного в электрическое поле, остаются электронейтральными. Если удалить некоторый объем, выделенный внутри проводника, и образовать пустую полость, то электрическое поле внутри полости будет равно нулю. Потому чувствительные к электрическому полю узлы приборов для исключения влияния поля помещают в металлические экраны — так называемая электростатическая защита.

В отличие от проводников, в диэлектриках (изоляторах) нет свободных электрических зарядов. Они состоят из нейтральных атомов или молекул. Заряженные частицы в нейтральном атоме связаны друг с другом и не могут перемещаться под действием внешнего электрического поля по всему объему диэлектрика. В этом случае происходит перераспределение электрических зарядов в молекулах вещества и появление (или изменение) электрического дипольного момента в любом объѐме диэлектрика, т.е. его поляризация. В результате полное электрическое поле Е внутри диэлектрика оказывается по модулю меньше внешнего поля Е ₀. Физическая величина, равная отношению модуля напряженности внешнего электрического поля в вакууме к модулю напряженности полного поля в однородном диэлектрике, называется диэлектрической проницаемостью вещества, т.е.

ε = Е ₀/ Е.

Диэлектрическая проницаемость и диэлектрические потери, характеризующие потери энергии переменного электрического поля в диэлектрической среде, также относятся к важнейшим электрофизическим характеристикам веществ.

В процессе изучения дисциплины мы рассмотрим основные методы определения не только указанных характеристик, но и других электрофизических параметров. Кроме того, будут рассмотрены средства измерения, применяющиеся для измерений как электрических, так и неэлектрических величин.

Дата добавления: 2014-12-08