Elektryczne materiały, ich właściwości i zastosowanie

Skuteczna i trwała praca elektrycznych maszyn i urządzeń bezpośrednio zależy od stanu izolacji, do urządzenia którego stosuje się elektryczne materiały. Charakteryzują się one swoje określone właściwości w pomieszczeniu w warunkach pola elektromagnetycznego, i są instalowane w urządzeniach z uwzględnieniem tych wskaźników.

Klasyfikacja elektrycznych materiałów pozwala na podział na poszczególne grupy elektroizolacyjnych, półprzewodnikowych, półprzewodników i materiałów magnetycznych, które są głównymi produktami: kondensatorami, przewodami, izolatorami i gotowe przekaźnikowi elementami.

Materiały działają jak w poszczególnych pól magnetycznych lub elektrycznych polach z określonymi właściwościami, jak i wystawiają kilka promieniowania jednocześnie. Materiały magnetyczne warunkowo podzielone na магнетики i слабомагнитные substancji. W elektrycznej techniki najczęściej stosowane сильномагнитные materiały.

Nauka o materiałach

Materiał nazywa się substancja, charakteryzuje różni się od innych obiektów składem chemicznym, właściwościami i strukturą cząsteczek i atomów. Substancja znajduje się w jednym z czterech stanów: gaz, paliwo, plazmowym lub ciekłym. Elektryczne i materiały konstrukcyjne wykonać w instalacji różnorodne funkcje.

Проводниковые materiały realizują transmisję strumienia elektronów, dielektryczne składniki zapewniają izolację. Zastosowanie elementów rezystywnych przekształca energię elektryczną na energię cieplną, materiały konstrukcyjne zachowują kształt produktu, np. obudowy. Elektryczne i materiały konstrukcyjne należy wykonać nie jeden, a kilka towarzyszących funkcji, np. dielektryk w pracy instalacje odczuwa obciążenia, co przybliża go do konstrukcyjnym treści.

Bardziej:

Znormalizowaną mleko

Mleko, o dziwo, produkt sezonowy. Produkcja mleka zaczynają wzrastać z wiosny, osiągają szczyt w lecie i w zimie są znacznie niższe. Można obejść dziesiątki sklepów w poszukiwaniu "prawdziwego" lub "na żywo", lub, jak wyrażone są technolodzy, "surowe...

Gdy cyfry są smutnymi. Ujemna rentowność

Mimo, że żaden przedsiębiorca nie będzie chciał pracować na własny koszt, biznes jest bardzo spontaniczny, i w sytuacji, gdy spółki za dany okres nie tylko brak wzrósł kapitał, ale i nawet zmniejszał jego, nie są rzadkością. Negatywna zysku, zwaną ta...

Zarządzanie portfelem papierów wartościowych

Gra na rynku papierów wartościowych przypomina grę w kasynie. Dokładny wynik jest nieznany, i wszystko zależy od zupełnie nieprzewidywalnych czynników. Jednak wysoki poziom dochodów sprawia, że ludzie i zarządzających korporacjami przechowywać swoje ...

Inżynierię elektrycznego inżynieria materiałowa – jest to nauka zajmująca się ustalaniem właściwości, nauką zachowania substancji pod wpływem energii elektrycznej, ciepła, mrozu, pola magnetycznego, itp. Nauka bada specyficzne cechy, niezbędne do tworzenia maszyn elektrycznych, urządzeń i instalacji.

Przewodnicy

Należą Do nich materiały elektryczne, głównym wskaźnikiem których jest wyrażona przewodzenie prądu elektrycznego. Dzieje się tak dlatego, że w masie substancji stale obecne są elektrony słabo związane z jądrem i są wolne nośnikami ładunku. Są one przenoszone z orbity jednej cząsteczki na drugą i tworzą prąd. Głównymi проводниковыми treści uważają miedź, aluminium.

Do łączników należą elementy, które mają opór elektryczny ρ < 10^-5, przy tym doskonałym przewodnikiem jest materiał z wynikiem 10^-8 Ohm*m. Wszystkie metale dobrze przewodzą prąd, z 105 elementów tabeli tylko 25 nie są metalami, przy czym z tej różnorodnej grupy 12 materiały przewodzą prąd elektryczny i są uważane za полупроводниками.

Fizyka elektrycznych materiałów pozwala na użytkowanie ich jako przewodników w gazowym i ciekłym stanie. Jako ciekłego metalu z normalną temperaturą dotyczy tylko rtęć, dla którego jest to stan naturalny. Pozostałe metale są używane jako płynne przewodnicy tylko w rozgrzanym stanie. Dla przewodów stosuje i przewodzących cieczy, np. elektrolit. Ważne właściwości przewodników, które pozwalają odróżnić je według stopnia przewodności, uważane za właściwości przewodzenia ciepła i zdolności do termicznej generacji.

Dielektryczne materiały

W odróżnieniu od przewodników, w masie materiały izolacyjne zawiera małą liczbę wolnych elektronów o podłużnym kształcie. Podstawową cechą materii jest jej zdolność do odbierania polaryzacji pod wpływem pola elektrycznego. Zjawisko to tłumaczy się tym, że pod wpływem energii elektrycznej związane ładunki poruszają się w kierunku działających sił. Odległość tym większe, im wyższe natężenie pola elektrycznego.

Elektryczne materiały Izolacyjne tym są bliżej ideału, im mniejszy jest współczynnik przewodności właściwej, i im mniej wyraźne stopień polaryzacji, która pozwala sądzić o dyspersją i podziału energii cieplnej. Przewodność dielektryka opiera się na działaniu niewielkich ilości wolnych dipole, смещающихся w kierunku działania pola. Po polaryzacji dielektryk stanowi substancję o różnej polaryzacji, czyli na powierzchni tworzą się dwa różne znaku ładunków.

Zastosowanie materiały izolacyjne najbardziej obszernie w elektrotechnice, ponieważ są aktywne i pasywne właściwości elementu.

Do aktywnych materiałów, można zarządzaniu właściwości, относят:

• пироэлектрики;
• электролюминофоры;
• пьезоэлектрики;
• сегнетоэлектрики;
• электреты;
• Materiały do promienników w ta żaróweczka.

Podstawowe elektryczne materiały - диэлектрики biernych właściwości, wykorzystywane jako materiałów izolacyjnych i kondensatorów typu konwencjonalnego. Są one w stanie oddzielić dwie fazy obwodu elektrycznego jeden od drugiego i nie dopuścić do metamorfozy ładunków elektrycznych. Zz ich pomocą odbywa się izolacja części czynnych, aby energia elektryczna nie wyszłam w ziemi lub na obudowie.

Podział materiały izolacyjne

Na organiczne i nieorganiczne materiały dzielą диэлектрики, w zależności od składu chemicznego. Nieorganiczne диэлектрики nie zawierają w swoim składzie węgla, podczas gdy organiczne formy mają podstawowym elementem węgiel. Nieorganiczne substancje, takie jak ceramika, mika, mają wysoki stopień nagrzewania.

Elektryczne materiały na temat sposobu uzyskania dzielą się na naturalne i sztuczne диэлектрики. Szerokie zastosowanie syntetycznych materiałów opiera się na tym, że produkcja pozwala nadać materiałowi określone właściwości.

Na strukturę cząsteczek i kraty molekularnej диэлектрики są podzielone na polarne i неполярные. Ostatnie nazywają jeszcze neutralnymi. Różnica polega na tym, że atomy i cząsteczki przed rozpoczęciem działania na nich prądu elektrycznego posiadają lub nie ma ładunku elektrycznego. Do neutralnej grupy należą ptfe, polietylen, mika, kwarc i inne Polarne диэлектрики składają się z cząsteczek z dodatnim lub ujemnym, przykładem pcv, bakelit.

Materiały izolacyjne Właściwości

Według stanu диэлектрики podzielić na gazowe, ciekłe i stałe. Najczęściej stosuje się stałe elektryczne materiały. Ich właściwości i zastosowanie są oceniane za pomocą wskaźników i cech:

• Na temat rezystancji;
• Przenikalność dielektryczna;
• Napięcie opór;
• Współczynnik przepuszczalności termicznej;
• Straty dielektryczne, wyrażone тангенсом kąta;
• Wytrzymałość materiału pod wpływem prądu.

Na temat rezystancji zależy od zdolności materiału oprzeć przepływ przez niego prądu stałego znaczenia. Wskaźnik zwrotny удельному oporu, nazywa gęstości objętościowej przewodności.

Napięcie rezystancja zależy możliwością materiału oprzeć prądu stałego протекающему na jego powierzchni. Powierzchnia właściwa przewodność jest odwrotnej wielkości do poprzedniego wskaźnika.

Współczynnik przepuszczalności termicznej odzwierciedla stopień zmiany oporności po podniesieniu temperatury substancji. Zwykle wraz ze wzrostem temperatury zmniejsza się opór, w związku z tym, wartość współczynnika staje się ujemna.

Przenikalność Dielektryczna określa zastosowanie elektrycznych materiałów zgodnie ze zdolnością materiału do tworzenia электроемкость. Wskaźnik względnej przenikalności dielektrycznej wchodzi w pojęcie całkowitej przepuszczalności. Zmiana pojemności izolacji wyświetlany jest wczesnym wskaźnikiem współczynnika przenikalności cieplnej, który jednocześnie pokazuje wzrost lub zmniejszenie pojemności ze zmianą temperatury.

Tangens kąta stratności dielektrycznej odzwierciedla stopień utraty mocy obwodu względem materiału dielektrycznego, zobowiązanej do działania elektrycznego prądu przemiennego.

Elektryczne materiały charakteryzują się wskaźnikiem wytrzymałości elektrycznej, który określa możliwość zniszczenia substancji pod wpływem napięcia. W przypadku wykrycia wytrzymałości mechanicznej istnieje szereg badań w celu ustalenia wskaźnika wytrzymałości na ściskanie, rozciąganie, zginanie, skręcanie, przy uderzeniu i раскалывании.

Właściwości Fizyczne i chemiczne wskaźniki materiały izolacyjne

W диэлектриках zawiera określoną liczbę odprowadzane tłuszczowych. Ilość potasowy w miligramach, wymagana do pozbycia się zanieczyszczeń w 1 g substancji, nosi nazwę kwasu liczby. Kwasy niszczą materiały organiczne, mają negatywny wpływ na właściwości izolacyjne.

Charakterystyka elektrycznych materiałów uzupełnione współczynniku lepkości lub tarcia, pokazujący stopień plastyczności substancji. Lepkość jest podzielona na warunkowe i кинематическую.

Stopień absorpcji wody ustala się w zależności od masy wody, впитанной elementem próbny mapie po wielu dniach przebywania w wodzie w temperaturze zadanej. Cecha ta wskazuje na porowatość materiału, wzrost wskaźnika pogarsza właściwości izolacyjne.

Materiały Magnetyczne

Wyniki oceny właściwości magnetyczne noszą nazwę magnetycznych właściwości:

• Magnetyczna bezwzględna przenikalność;
• Magnetyczna względna przepuszczalność;
• Rozkład magnetyczny współczynnik przepuszczalności;
• Energia maksymalnego pola magnetycznego.

Materiały Magnetyczne dzielą się na twarde i miękkie. Miękkie elementy charakteryzują się małymi stratami przy opóźnieniu wartości namagnesowania ciała od działającego pola magnetycznego. Są one bardziej проницаемы dla fal magnetycznych, mają niewielką коэрцитивную siłę i większą indukcję насыщаемость. Używają ich przy urządzeniu transformatorów, elektromagnetycznych maszyn i mechanizmów ochronnych, ekranów magnetycznych i innych urządzeń, gdzie trzeba pobudza z małymi energetycznymi упущениями. Należą do nich czyste электролитное żelazo, żelazo ó армко, пермаллой, elektryczną nierdzewnej w arkuszach, никелево-żelazne stopy.

Twarde materiały charakteryzują się znacznymi stratami wopóźnieniu stopnia namagnesowania od zewnętrznego pola magnetycznego. Po otrzymaniu raz magnetyczne impulsy, takie elektryczne materiały i wyroby намагничиваются, i przez długi czas zachowują zgromadzoną energię. Mają dużą siłą przymusu i dużej pojemności indukcji resztkowej. Elementy z takich cech jest stosowany do produkcji stałych magnesów. Przedstawicielami elementów służą stopy na bazie żelaza, aluminium, nikiel, kobalt, instalacjami elementy.

Магнитодиэлектрики

To, mieszane materiały, na 75-80% zawierające w składzie magnetyczny proszek, resztę masy wypełnia organicznym высокополимерным dielektrykiem. U ферритов i магнитодиэлектриков podwyższone wartości przestrzennego oporności małe wirowe straty prądu, co pozwala na ich zastosowanie w technice wysokiej częstotliwości. Ferryty mają stabilnością parametrów w różnych częstotliwości pól.

Obszar stosowania ферромагнетиков

Je najbardziej efektywnie wykorzystują do tworzenia rdzeni cewek transformatorowych. Zastosowanie materiału pozwala znacznie zwiększyć pole magnetyczne transformatora, przy tym, nie zmieniając stan natężenia prądu. Takie wstawki z ферритов pozwala zaoszczędzić zużycie energii elektrycznej podczas pracy urządzenia. Elektryczne materiały i sprzęt po wyłączeniu zewnętrznego pola magnetycznego oddziaływania zachowują magnetyczne wskaźniki i obsługuje polu w pobliskim przestrzeni.

Podstawowe prądy nie przechodzą po wyłączeniu magnesu, w ten sposób tworzy standardowy magnes stały, który skutecznie działa w słuchawkach, telefony, przyrządach pomiarowych, компасах, wytwórni urządzeń. Bardzo popularne w zastosowaniu magnesy stałe, nie przewodzące prąd. Otrzymują je mieszanką tlenków żelaza z różnymi innymi tlenków. Magnetyczny rolnicze odnosi się do ферритам.

Półprzewodnikowe materiały

To elementy, które mają wartość przewodności właściwej, znajdujące się w przedziale tolerancji dla przewodników i materiały izolacyjne. Przewodność tych materiałów zależy od przejawy zanieczyszczeń w masie, zewnętrznych miejsc ekspozycji i wewnętrznych wad.

Charakterystyka elektrycznych materiałów z grupy półprzewodników mówi o istotnym odróżnieniu elementów od siebie formalnie kratce, składu, właściwości. W zależności od określonych parametrów, materiały są podzielone na 4 rodzaje:

1. Elementy, które zawierają w sobie atomy tego samego rodzaju: krzem, fosfor, bor, selen, indii, german, gal itp.
2. Materiały zawierające w składzie metalowe tlenki ó miedź, tlenek kadmu, cynku, itp.
3. Materiały połączone w grupę антимонид.
4. Materiały organiczne ó naftalen, антрацен, itp.

W zależności od sieci krystalicznej, półprzewodniki są podzielone na поликристаллические materiały i monokryształy elementy. Charakterystyka elektrycznych materiałów pozwala na podzielenie ich na niemagnetyczne i слабомагнитные. Wśród магнетических składników rozróżnia się półprzewodniki, przewodniki i nieprzewodzące elementy. Jasny podział wykonać trudne, ponieważ wiele materiałów różnie zachowują się w zmieniających się warunkach. Na przykład, pracę niektórych półprzewodników w niższych temperaturach można porównać z działaniem izolatorów. Te same диэлектрики po podgrzaniu działają, jak półprzewodniki.

Materiały Kompozytowe

Materiały, które są podzielone nie na funkcjonowanie, a w skład nazywane są materiałami kompozytowymi materiałami, to też elektryczne materiały. Ich właściwości i zastosowanie, wynikają z kombinacji stosowanych przy produkcji materiałów. Przykładem są liściaste elementy z włókna szklanego, z włókna szklanego, mieszanki электропроводного i oporny metali. Stosowanie porównywalnych mieszanki pozwala zidentyfikować mocne strony materiału i stosować je zgodnie z przeznaczeniem. Czasami połączenie kompozytowych elementów prowadzi do powstania zupełnie nowego elementu z innymi właściwościami.

Materiały Filmowe

Duży zakres zastosowań w elektrotechnice zdobyli folie i taśmy, jak elektryczne materiały. Właściwości ich różnią się od innych materiały izolacyjne elastyczności wystarczającej wytrzymałości mechanicznej i doskonałymi właściwościami izolacyjnymi. Grubość produktów zmieniają się w zależności od materiału:

• Folie robią grubości 6-255 µm, taśmy uwalniają 0,2-3,1 mm;
• Ps produktu w postaci taśm i folii produkują grubości 20-110 µm;
• Polietylenowe taśmy robią grubości 35-200 µm, o szerokości od 250 do 1500 mm;
• фторопластовые folie są produkowane o grubości od 5 do 40 µm, szerokość przewidują 10-210 mm.

Klasyfikacja elektrycznych materiałów z folii pozwala wyróżnić dwa rodzaje: zorientowane i неориентированные folii. Pierwszy materiał jest stosowany najczęściej.

Lakiery i emalie do izolacji elektrycznej

Roztwory substancji, tworzących po zestaleniu folię, stanowią nowoczesne, elektryczne materiały. Do tej grupy zalicza się asfalt, высыхающие oleje, żywice, estry celulozowe lub połączenia i kombinacje tych elementów. Transformacja lepkiego składnika w celi dzieje się po odparowaniu z nałożonej masy rozpuszczalnika i edukacji grubej folii. W drodzenakładania folii są podzielone na paski, impregnat i pokrywające.

Impregnat, lakiery używane do uzwojeń urządzeń elektrycznych w celu zwiększenia współczynnika przewodzenia ciepła i odporność na wilgoć. Pokrywające lakiery tworzą górne powłoka ochronna przed wilgocią, mrozem, oleju do powierzchni uzwojeń, tworzywa sztuczne, izolacji. Zaprawy klejące elementy są w stanie skleić płyty miki z innymi materiałami.

Компаунды dla izolacji elektrycznej

Materiały Te są przekazywane płynnym roztworem w czasie korzystania z kolejnych застыванием i отвердеванием. Substancje charakteryzuje się tym, że w składzie nie zawierają rozpuszczalników. Компаунды również należą do grupy "elektryczne materiały". Rodzaje ich są заливочные i impregnat. Pierwszy rodzaj jest stosowany do wypełniania ubytków w sprzęgłach kabli, a druga grupa służy do nasycania uzwojeń silnika.

Компаунды produkuje termoplastyczne, są one miękną po podniesieniu temperatury i термореактивными, wybitnie które utrzymują kształt dojrzewania.

Włóknistych непропитанные materiały elektroizolacyjne

Do produkcji takich materiałów korzystają z włókien organicznych i sztucznie utworzone elementy. Naturalne roślinne włókna naturalnego jedwabiu, lnu, drewna przekształcają zwykłe w materiały pochodzenia organicznego (fibra, tkaniny, tektura). Wilgotność takich izolatorów waha się w granicach 6-10%.

Organiczne materiały z tworzyw sztucznych (капрон) zawierają wilgoci tylko od 3 do 5%, to samo nasycenie wilgocią i nieorganicznych włókien (włókna szklanego). Nieorganiczne materiały różnią się niezdolnością do pożaru w przypadku nadmiernego ciepła. Jeśli materiały nasączyć emalie lub lakierami, palność wzrasta. Dostawa materiałów elektrycznych odbywa się na zakład produkcji elektrycznych maszyn i urządzeń.

Летероид

Cienka fibra jest dostępny w arkuszach i zwinięte w rolki do transportu. Stosowany jest jako materiał do produkcji uszczelek izolacji, kształtek materiały izolacyjne, podkładek. Papier z асбестовой impregnowane i асбестовый karton robią z хризолитового azbestu, jego podział na włókna. Azbest posiada oporem alkalicznym, ale zapada w kwasowego.

Podsumowując, należy zauważyć, że z zastosowaniem nowoczesnych materiałów do izolacji urządzeń elektrycznych znacznie zwiększyła się ich żywotność. Dla obudów instalacji stosuje się materiały z wybranymi cechami, co daje możliwości do produkcji nowej funkcjonalnej techniki z ulepszającymi wynikami.