Презентація. "Електроматеріалознавство. Вступ"

ЕЛЕКТРОМАТЕРІАЛОЗНАВСТВОЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНІ МАТЕРІАЛИ

Електроматеріалознавство – це спеціальна електротехнічна дисципліна, що розглядає основні види електротехнічних матеріалів, їх властивості, призначення і область використання.

Структура навчального предмета. Електротехнічні матеріали. ВластивостіКласифікаціямеханічніелектричнітепловіФізико-хімічніПровідникові матеріали. Діелектричні матеріали. Магнітні матеріали. Напівпровідникові матеріали. Допоміжні матеріали. Область використання. Кабельно-провідникова продукціяконтактиізолятори. Охолоджуюче середовище. Корпусні деталі

Механічні властивості електротехнічних матеріалів. Розрізняють статичне і динамічне навантаження Динамічне навантаження – це короткотермінова механічна дія (удар), або знакоперемінне механічне навантаження (згинання)Механічні властивості матеріалів визначаються як реакція на дію сил. До них відносяться:- Межа міцності матеріалу при розтягуванні; - Межа міцності матеріалу при стискуванні; - Межа міцності матеріалу при статичному вигині; - Ударна в’язкість. Статичне навантаження призводить до слідуючих видів деформації:

Температурою плавлення називають температуру переходу металу з твердого стану до рідкого. Залежно від температури плавлення розрізняють:тугоплавкі метали з температурою плавлення понад 1700 °С (вольфрам, молібден ніобій, реній і т.д);легкоплавкі метали з температурою плавлення до 700 °С( свинець, цинк, алюміній). Найнижчу температуру плавлення (–38,9 °С) має ртуть. Температура розм'якшення — температура або температурний інтервал, за якої(го) тіло із відносно твердого стану переходить у в'язко-текучий. Нагрівостійкість – здатність матеріалів та виробів із них працювати при підвищеній температури без недопустимого погіршення їх властивостей. Матеріали, які використовують для ізоляції електричних машин та апаратів за нагрівостійкістю розділяють на сім класів: Y (900 C), А (1050 C), Е (1200 C), В (1300 C), F (1500 C), H (1800 C), C (>1800 C). Морозостійкість – це здатність електричної ізоляції працювати при низьких температурах без значного погіршення експлуатаційних характеристик. Температура спалаху рідкого діелектрика – температура при якій суміш його парів з повітрям спалахує при піднесенні полум’я. Для трансформаторного масла вона повинна бути не нижче 135 0 С. Теплові характеристики

Фізико-хімічні характеристики електротехнічних матеріалів. Основними характеристиками є в’язкість, кислотне число, водопоглинання і тропічна стійкість

Електрична міцність

Питомий опір деяких речовин (при 20 °C)Матеріал. Питомий опір (Ом х м)срібло1,59 x 10−8мідь1,75 x 10−8золото2,44 x 10−8алюміній2,82 x 10−8залізо9,8 x 10−8платина11 x 10−8олово11,5 x 10−8графіт3,5 x 10−5германій0,46кремнійблизько 103скло1010 — 1014гумаблизько 1013сіркаблизько 1015 Пито́мий о́пір — питома фізична величина, яка кількісно характеризує здатність речовини створювати опір  проходженню електричного струму. Позначається зазвичай грецькою літерою ρ. Одиниця вимірювання  питомого опору в  системі СІ —  Ом × м.       Питомий опір — обернена величина до питомої провідності γПитомий електричний опір, Ом·м, обчислюється по формулі : ρ = R · S \ L де R — загальний електричний опір зразка матеріалу, Ом; L — довжина шляху струму в зразку матеріалу, м; S — площа зразка матеріалу, через яку протікають струми провідності, м . У металевих провідників питомі опори дуже малі і знаходяться в межах ρ = 10‾⁸ ÷ 10‾⁶ Ом·м. У напівпровідникових матеріалів (напівпровідників) значення питомих опорів більше, ніж. у провідників, і складають ρ = 10‾⁴ ÷ 10⁸ Ом·м, а у діелектриків вони ще більше ρ = 10⁸ ÷ 10′⁸ Ом·м.    ПИТОМИЙ ОПІР

ЕЛЕКТРИЧНА МІЦНІСТЬ Електри́чна мі́цність — характеристика діелектриків, мінімальна напруженість електричного поля, при якій настає електричний пробій. Всі гази, а також всі тверді і рідкі діелектрики мають скінченну електричну міцність. Електрична міцність ізоляції — випробувальна напруга, що прикладається за спеціальних умов, яку повинна витримувати ізоляція пристрою. Коли напруженість електричного поля перевищує електричну міцність, діелектрик починає проводити електричний струм. {5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}Діелектрик Густина, г/см Діелектрична проникненість Електрична міцність Коефіцієнт тепло-провідності Теплоємність Повітря1 1,00057 3 1 1 Азот0,97 1,00058 3 1,08 1,05 Водень Вуглекислий газ 0,69 1,529 1,000261,00098 1.52,7 6,690,64 14,35 0,85 Елегаз5,03 1,00191 7,2 1.25 0,6 Таблиця Основні характеристики газоподібних діелектриків

ДІЕЛЕКТРИЧНА ПРОНИКНІСТЬ Діелектр́ична прон́икність (діелектрична стала) середовища ε — безрозмірна величина, що характеризує ізоляційні властивості середовища. Вона показує, у скільки разів взаємодія між зарядами в однорідному середовищі менша, ніж у вакуумі. Зменшення сили взаємодії між зарядами викликано процесами поляризації середовища. Сильні електричні поля можуть дуже змінити процеси, які відбуваються в середовищі. Наприклад, може наступити пробій. У такому випадку поняття діелектричної проникності втрачає сенс.{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}Матеріал. Діелектрична стала. Вакуум1 (за визначенням)Повітря1,0005 Гас2,1 Папір3 Кварц плавлений3,75 Гума7 Слюда6 Метиловий спирт30 Вода80 Титанат барію1200 Діелектрична стала деяких матеріалів при кімнатній температур

температурний коефіцієнт питомого опору Температурна залежність опору для більшості металів близька до лінійної для широкого діапазону температур і описується формулою:де: RT — електричний опір при температурі T [Ом];R0 — електричний опір при початковій температурі T0 [Ом];α — температурний коефіцієнт електричного опору [K-1];ΔT — зміна температури, що становить T-T0 [K]. RT = R0 (1 + α ΔT)