Какое напряжение требуется для пробоя образца: из стекла толщиной 0,2 см; из фарфора толщиной 0,1 см; из электроизоляционного картона толщиной 1,5 мм?

Физика 11 класс Электрическая изоляция и пробой диэлектриков напряжение пробоя стекло напряжение пробоя фарфор напряжение пробоя картон физика 11 класс свойства изоляционных материалов Новый

Для того чтобы рассчитать напряжение, необходимое для пробоя изоляционных материалов, нам нужно знать их электрическую прочность, которая выражается в киловольтах на миллиметр (кВ/мм) или в вольтах на миллиметр (В/мм). Это значение показывает, какое напряжение может выдержать материал на единицу толщины.

Давайте рассмотрим каждый из указанных материалов:

• Стекло: Обычно электрическая прочность стекла составляет около 20-30 кВ/мм. Для расчета возьмем 25 кВ/мм.
• Фарфор: Электрическая прочность фарфора примерно 15-20 кВ/мм. Возьмем 18 кВ/мм для расчетов.
• Электроизоляционный картон: Электрическая прочность картона составляет примерно 10-15 кВ/мм. Используем 12 кВ/мм.

Теперь мы можем рассчитать необходимое напряжение для пробоя каждого материала, используя формулу:

U = E * d

где:

• U - напряжение пробоя (в кВ),
• E - электрическая прочность (в кВ/мм),
• d - толщина материала (в мм).

Теперь подставим значения для каждого материала:

1. Стекло:
   • Толщина d = 0.2 см = 2 мм
   • Электрическая прочность E = 25 кВ/мм
   • U = 25 кВ/мм * 2 мм = 50 кВ
2. Фарфор:
   • Толщина d = 0.1 см = 1 мм
   • Электрическая прочность E = 18 кВ/мм
   • U = 18 кВ/мм * 1 мм = 18 кВ
3. Электроизоляционный картон:
   • Толщина d = 1.5 мм
   • Электрическая прочность E = 12 кВ/мм
   • U = 12 кВ/мм * 1.5 мм = 18 кВ

Итак, получаем следующие результаты:

• Для стекла: 50 кВ
• Для фарфора: 18 кВ
• Для электроизоляционного картона: 18 кВ

Таким образом, для пробоя образца из стекла потребуется 50 кВ, а для фарфора и электроизоляционного картона - по 18 кВ.