Програма роботи. 2.1 Вивчити класифікацію, характеристики і загальні властивості електроізоляційних матеріалів.

2.1 Вивчити класифікацію, характеристики і загальні властивості електроізоляційних матеріалів.

2.2 Вивчити класифікацію, характеристики і основні властивості провідникових матеріалів.

2.3 Вивчити класифікацію, характеристики і основні властивості магнітних матеріалів.

2.4 Вивчити класифікацію, характеристики і основні властивості напівпровідникових матеріалів.

3 Вказівки з підготовки до лабораторної роботи

При підготовці до лабораторної роботи необхідно:

3.1 Вивчити теоретичний матеріал [1,2,3,4,].

3.2 Реферативно описати область застосування основних провідників: мідь, алюміній, сталь [1. c. 52-58; 2. с. 230-239; 3. с. 118-122].

3.3 Реферативно описати область застосування основних магнітних матеріалів: електротехнічна сталь, ферити, литі сплави [1. с. 65-69; 2. с. 319-345;

3. с. 92-110].

3.4 Ознайомитись з існуючими класами нагрівостійкості електроізоляційних матеріалів [1. с. 24-26; 2. с.37-38; 3. с.190]

3.5 Реферативно описати область застосування основних напівпровідників: германій, кремній [1, с. 69-71; 2, с. 290-297; 3, с.283-292].

3.5 Відповісти на контрольні запитання.

4 Загальні дані

Електротехнічними матеріалами (ЕТМ) називають матеріали, котрі характеризуються певними властивостями по відношенню до електромагнітного поля і які застосовуються в техніці з урахуванням цих властивостей.

Електроізоляційні матеріали

Електроізоляційними матеріалами називаються такі матеріали, за допомогою яких здійснюється електрична ізоляція між струмопровідними частинами, які знаходяться під різними електричними потенціалами.

Діелектрик – речовина, основною властивістю котрої є спроможність поляризуватися у електричному полі (ГОСТ 19888 - 74).

За агрегатним станом електроізоляційні матеріали (діелектрики) розподіляють на: газоподібні, рідкі та тверді.

Окремою групою виділяють твердіючі матеріали, котрі у вихідному стані – рідини, але у процесі виготовлення ізоляції твердіють і у період експлуатації представляють собою тверді речовини.

Згідно хімічного складу електроізоляційні матеріали розподіляють на: органічні та неорганічні. За способом одержання їх розподіляють на натуральні або природні та синтетичні діелектрики.

З точки зору електричного стану молекул електроізоляційні матеріали розподіляють на неполярні та полярні.

Діелектричні властивості – це сукупність властивостей діелектрика, котрі пов’язані з явищем поляризації.

Діелектричні властивості електроізоляційних матеріалів характеризуються такими параметрами, як:1 - питомий об’ємний опір; 2 - питомий поверхневий опір; 3 - діелектрична проникність; 4 - температурний коефіцієнт розширення; 5 - тангенс кута діелектричних втрат; 6 - електрична міцність матеріалу.

Провідникові матеріали

Провідниковий матеріал – термін, який застосовують до середовища і котрий вказує на можливість у ньому електричного струму (СТМЕК50(151)78).

Провідниковими називають матеріали, основними властивостями котрих є спроможність по відношенню до інших ЕТМ володіти сильною електропровідністю.

За агрегатним станом провідникові матеріали розподіляються на: газоподібні, рідкі та тверді.

Основні параметрами, які визнають властивості провідників: 1 - питома провідність або питомий опір; 2 - температурний коефіцієнт питомого опору;

3 - контактна різниця потенціалів; 4 - коефіцієнт терморушійної сили (термо ЕРС); 5 коефіцієнт теплопровідності; 6 робота виходу електронів із металу.

За значення питомого електричного опору (r) металічні провідникові матеріали розподіляють на метали високої провідності r £ 0,05×10^-6 Ом×м; метали та сплави високого опору r ³ 0,3×10^-6 О×м.

Окрема група – кріопровідники та понадпровідники.

Магнітні матеріали

Усі речовини у природі магнітні, таким чином вони взаємодіють із зовнішнім магнітним полем і володіють певними магнітними властивостями. Основними властивостями магнітних матеріалів є спроможність намагнічуватись під впливом зовнішнього магнітного поля.

Магнетик - речовина, основною властивістю котрої є спроможність намагнічуватись (ГОСТ 19980-74).

Магнітні властивості речовини характеризуються магнітною сприйнятливістю

 

де J – намагніченість у магнітному полі, А/м;

H – напруженість магнітного поля, А/м.

За значенням магнітної сприйнятливості речовини розподіляють на діамагнетики, парамагнетики, феро- феримагнетики, антиферомагнетики.

Основна класифікація магнітних матеріалів:

- магнітом’які матеріали з високою магнітною проникністю і низькою коерцитивною силою;

- магнітотверді матеріали з високою коерцитивною силою;

- матеріали спеціального призначення: термомагнітні і магнітострикційні матеріали, матеріали з прямою петлею гістерезису та інші.

Для оцінки властивостей магнітних матеріалів користуються такими магнітними характеристиками: 1 - початкова магнітна проникність; 2 максимальна магнітна проникність; 3 - коерцитивна сила; 4 - залишкова магнітна індукція; 5 - питомі магнітні втрати в одиниці маси матеріалу.

Напівпровідникові матеріали

Напівпровідник – це речовина, основною властивістю котрої є сильна залежність її електропровідності від впливу зовнішніх факторів.

Напівпровідниковий матеріал – це електротехнічний матеріал, котрий за своєю питомою електричною провідністю займає проміжне місце між електроізоляційними і провідниковими матеріалами (ГОСТ 19880-74). Діапазон питомого опору напівпровідників знаходиться в межах 10^-6 до 10 ⁸ Ом×м.

За хімічним складом вони розподіляються на: прості та складні; природні та синтетичні; органічні та неорганічні.

5 Вказівки по виконанню роботи

5.1 Вивчити поняття властивостей: діелектриків, провідників, магнітних матеріалів, напівпровідникових матеріалів.

5.2 Зробити класифікацію ЕТМ в залежності від їх властивостей.

5.3 Вивчити класи нагрівостійкості ізоляції по ГОСТ 8865-70.

6 Вказівки по оформленню звіту

Звіт повинен містити:

6.1 Загальну класифікацію ЕТМ.

6.2 Основні характеристики електроізоляційних матеріалів;

6.3 Основні характеристики провідникових матеріалів;

6.4 Основні характеристики магнітних матеріалів;

6.5 Основні характеристики напівпровідникових матеріалів;

6.6 Таблицю нагрівостійкості електроізоляційних матеріалів;

6.7 Область застосування основних ЕТМ.

7 Контрольні запитання

7.1 Як класифікуються електроізоляційні матеріали?

7.2 Назвіть електричні характеристики електроізоляційних матеріалів, котрі визначають їх властивості.

7.3 Назвіть класи нагрівостійкості електроізоляційних матеріалів і значення температур, що їх характеризують.

7.4 Призначення і властивості електроізоляційних лаків, емалей та компаундів.

7.5 Як класифікуються магнітні матеріали?

7.6 Які магнітні характеристики використовують для оцінки властивостей магнітних матеріалів?

7.7. Основні параметри властивостей провідників.

7.8 Що таке надпровідність?

7.9 Що таке кріопровідники?

7.10 Як класифікуються напівпровідникові матеріали?

7.11 Які зовнішні фактори впливають на властивості напівпровідників?