Elektrotekniske materialer, egenskaper og bruksområder

Effektivitet og holdbarhet av elektriske maskiner og anlegg avhenger av isolasjonens tilstand, elektriske anordninger for hvilke materialene som er brukt. De er karakterisert ved et sett av spesifikke egenskaper når de anbringes i et elektromagnetisk feltforhold, og er montert i enheter basert på disse indikatorene.

Klassifisering elektrisk materiell tillater delt i separate grupper av isolerende, halvledende, ledende og magnetiske materialer som supplerer den viktigste produkter: kondensatorer, ledere, isolatorer og halvlederelementer er klare.

Materialer for å virke som individuelle magnetiske eller elektriske felter med spesielle egenskaper, og er utsatt for flere stråler samtidig. Magnetiske materialer som vanligvis delt inn i svakt magnetiske stoffer og de magnetiske stoffene. I den elektriske teknikk mest vanlig anvendte sterke magnetiske materialer.

materialvitenskap

Materialet nevnte substans, karakterisert ved forskjellig fra andre formål med den kjemiske sammensetning, egenskaper og struktur av molekyler og atomer. Stoffet er i en av fire tilstander: gassformig, fast, flytende eller plasma. Elektriske og konstruksjonsmaterialer utføre for å installere en rekke funksjoner.

Ledende materialer overføre elektroner strøm-komponenter gi dielektrisk isolasjon. Anvendelse av resistorelementene omdanner elektrisk energi til varme, konstruksjonsmaterialene produktene beholder sin form, f.eks huset. Elektriske og konstruksjonsmaterialer som kreves for å utføre ikke en men flere beslektede funksjoner, slik som en isolator i den elektriske belastningstester, som bringer det til konstruksjonsmaterialer.

Elektriske materialvitenskap - vitenskapen arbeider med definisjonen av egenskapene, studiet av oppførselen til saken under påvirkning av elektrisitet, varme, kulde, magnetiske felt eller andre realfagene de spesifikke egenskaper som er nødvendige for å bygge elektriske maskiner, apparater og installasjoner ..

Guides

Disse omfatter elektrisk utstyr, som er den viktigste indikator uttrykt ledningsevne for elektrisk strøm. Dette er fordi i massen av et stoff som alltid byr på elektronene er svakt bundet til kjernen og har vært frie ladningsbærere. De beveger seg med bane ett molekyl til et annet og skape en strøm. De viktigste ledende materialer ansett som kobber, aluminium.

Til lederne er elementer som har en elektrisk resistivitet ρ <10 ^-5, karakterisert ved at materialet er en utmerket leder med en indikator 10 ^-8 Ohm * m. Alle metaller med en god strøm tabell over 105 elementer 25 er ikke bare metaller, og fra dette til en mangfoldig gruppe av materialer 12 lede elektrisk strøm og er betraktet som halvledere.

Fysikken av elektrisk materiell muliggjør deres anvendelse som midler i de gassformige og flytende tilstander. Som det flytende metallet ved normal temperatur blir tilført bare kvikksølv, for hvilke den naturlige tilstanden. De andre metaller benyttes som ledere bare væske i en oppvarmet tilstand. For ledere som benyttes og ledende væske, for eksempel elektrolytt. Viktige egenskaper av lederne, slik at for å skille dem i henhold til graden av elektrisk ledningsevne, blir varmeledningsegenskaper betraktet og evne til termisk generasjon.

dielektriske materialer

I motsetning til lederne, inneholder dielektriske masse et lite antall av frie elektroner langstrakt form. Den viktigste egenskapen til substansen er dens evne til å motta polariteten av det elektriske felt. Dette fenomen kan forklares ved det faktum at under påvirkning av strømrelaterte ladninger blir beveget i retning virkende krefter. Forskyvningsavstanden er større jo høyere den elektriske feltstyrke.

Elektriske isolasjonsmaterialer er nærmere den ideelle enn den mindre indeksen ledningsevne, og mindre uttalt enn graden av polarisering, som gir en indikasjon av spredning og termisk energi fordeling. Ledningsevnen av den dielektriske er basert på virkningen av en liten mengde av frie dipolene skift for virkningen av feltet. Etter polarisasjon, de dielektriske stoffet danner med forskjellig polaritet, dvs. to satser av forskjellige tegn dannet på overflaten.

Applikasjons dielektrika mest utstrakt i elektriske, siden bruken av aktive og passive elementets egenskaper.

Til den aktive materiale, med egenskaper som kan underkastes administrasjon, omfatter:

• pyroelectrics;
• electroluminophors;
• Piezoelectrics;
• ferroelektriske materialer;
• elektreter;
• materialer for emittere i laseren.

Grunnleggende elektriske materialer - dielektriske passive egenskaper, benyttes som isolasjonsmateriale og kondensatorer av konvensjonell type. De er i stand til å skille de to deler av elektriske krets fra hverandre og hindre overløp av elektriske ladninger. Siden deres isolasjon blir utført via Den strømførende deler til elektrisk energi som er igjen i bakken eller på huset.

adskilt av en isolator

I organiske og uorganiske dielektriske materialer er delt, avhengig av den kjemiske sammensetning. Uorganiske dielektrika ikke inneholder karbon i komposisjonen, mens de organiske formene er primære karbonelement. Uorganiske stoffer så som keramikk, glimmer, en høy grad av varme.

Elektrisk materiale på en fremgangsmåte for fremstilling av oppdelt i naturlige og kunstige dielektrika. Den utstrakte bruken av syntetiske materialer er basert på det faktum at fremstillingen gjør det mulig å gi materialet de ønskede egenskaper.

I henhold til konstruksjonen av molekyler og molekyl gitter dielektrika inndelt i polare og ikke-polare. Det siste kalles også nøytral. Forskjellen er at atomer og molekyler før deres virkning på den elektriske strømmen eller har ingen elektrisk ladning. K en nøytral gruppe omfatter teflon, polyetylen, glimmer, kvarts og andre. De polare dielektrikum består av molekyler med en positiv eller negativ ladning, et eksempel er polyvinylklorid, bakelitt.

dielektriske egenskaper

Som dielektrika delt inn i gass, væske og faststoff. De mest vanlig brukte faste elektriske materialer. Deres egenskaper og anvendelse evaluert ved anvendelse av parametere og egenskaper:

• en volumresistivitet;
• dielektriske permittivitet;
• en overflatemotstand;
• er den termiske permeabilitet;
• dielektrisk tangens til vinkelen uttrykt;
• styrken av materialet under påvirkning av elektrisitet.

Volummotstanden er avhengig av materialets evne til å motstå lekkasje derpå konstant verdi strøm. Indikator inverse resistivitet kalt bulkledningsevnen.

Overflatemotstand bestemmes ved evnen av materialet til å motstå den konstante strøm som flyter på overflaten. Overflatekonduktivitet er den resiproke verdi av den foregående figur.

Den termiske permeabilitet gjenspeiler graden av endringen i resistivitet etter å heve temperaturen av stoffet. Typisk motstand avtar med økende temperatur, er derfor koeffisientverdien negativ.

Dielektrisitetskonstanten bestemmer den elektriske påføring av materialer i overensstemmelse med materialets evne til å skape elektrisk kapasitans. Mål på den relative permittiviteten til det dielektriske inngår i begrepet absolutt permeabilitet. Endring av isoleringsevne indikatoren foregående termisk permeabilitetskoeffisienten, som samtidig viser en økning eller reduksjon i kapasitans med en endring i temperatur.

Tangent av dielektrisk tapsvinkel gjenspeiler graden av kjede effekttap i forhold til det dielektriske materiale utsettes for et elektrisk vekselstrøm.

Karakteriserte Elektrotekniske materialer av dielektrisk styrkeindikator, som bestemmer muligheten for å ødelegge stoffet under stress. For å identifisere den mekaniske styrke av et antall tester for å etablere den indeks-grense trykkfasthet, strekk, bøyning, vridnings, støt og brudd.

Fysiske og kjemiske egenskapene til dielectrics

I dielektrika inneholde et visst antall frigjorte syrer. Mengden av kaliumhydroksyd i mg som kreves for å kvitte seg med urenheter i 1 g av stoffet kalles syretall. Syrer ødelegge organiske materialer ha en negativ virkning på de isolerende egenskaper.

Karakteristiske elektrisk materiell supplert viskositetskoeffisienten eller friksjon, og viser graden av strømmen av materie. Viskositet er delt inn i betinget og kinematisk.

Graden av vannopptak bestemmes avhengig av massen av vann som absorberes av test element size dager etter neddykking i vann ved en forutbestemt temperatur. Denne karakterisering angir porøsiteten for materialet, øker indeksen blir dårligere isolerende egenskaper.

magnetiske materialer

Ytelse evaluering av de magnetiske egenskapene kalles de magnetiske egenskaper:

• Magnetisk absolutte permeabilitet;
• magnetisk relativ permeabilitet;
• termiske magnetisk permeabilitet;
• energi maksimalt magnetfelt.

Magnetiske materialer er delt inn i harde og myke. De myke elementer som kjennetegnes ved små tap som henger størrelsen av magnetiseringen av legemet virkende magnetfelt. De er mer permeable for de magnetiske bølger har en liten koersitivkraft og en høyere metningsinduksjon. Deres anvendelse i enheten transformatorene elektromagnetiske maskiner og mekanismer, magnetiske skjold eller andre apparater hvor det er nødvendig magnetisering med lav energi utelatelser. Disse inkluderer ren elektrolytisk jern, jern - Armco, Permalloy-, elektriske stålplater, nikkel-jernlegeringer.

Faste materialer som er karakterisert ved et betydelig tap slepende grad av magnetiseringen på det ytre magnetfelt. Motta en gang magnetiske pulser, slike elektriske materialer og produkter er magnetisert, og i lang tid for å holde den lagrede energi. De har en høy koersitivkraft og høyt restinduksjon kapasitet. Elementer med disse egenskapene blir brukt til fremstilling av stasjonære magneter. Representanter for elementer er legeringer basert på jern, aluminium, nikkel, kobolt, silisium komponenter.

magnetodielectrics

Dette blandede materiale, 75-80% i blandingen som inneholder det magnetiske pulveret, blir massen av organisk høy polymere rest fylt med dielektrikum. Y-ferritter og ferritter økte verdier av volumresistiviteten, små hvirvelstrømtap, noe som tillater deres anvendelse i høyfrekvens-teknologi. Ferriter er stabile indikatorer i forskjellige frekvensfelt.

FIELD bruke ferromagnets

De brukes mest effektivt for å skape en kjerne av transformatorspoler. Påføring av materialet gjør det mulig å øke mye det magnetiske felt av transformatoren, mens ikke endrer den aktuelle lese av kraft. Slik innskyting av ferritten sparer strømforbruket under drift av anordningen. Elektrisk materiell og utstyr etter at den eksterne magnetiske påvirkning beholde magnetiske egenskaper, og opprettholder et felt i det tilstøtende rom.

Elementære strømninger ikke passerer etter utkobling av magneten, og dermed skape en standard permanentmagnet som virker effektivt på hodetelefoner, telefoner, måleinstrumenter, kompass, lyd opptaksenheter. Meget populær i bruken av permanente magneter, ikke elektrisk ledende. Forbindelsen framskaffet av jernoxyder med forskjellige andre oksyder. Lodestone refererer til ferritt.

halvledermaterialer

Dette er elementer som har et konduktivitetsverdi som ligger i intervallet fra denne indeksen for ledere og dielektrika. Ledningsevnen av disse materialer er avhengig av eksistensen av urenheter i vekt, ytre påvirkning og retninger av innvendige defekter.

Karakteristika for elektrotekniske materialer halvledere gruppe har signifikante forskjeller fra hverandre elementer på gitterstrukturen, sammensetning og egenskaper. Avhengig av disse parametrene, er materialer klassifisert i 4 typer:

1. Elementer atomer inneholdende en enkelt art: silisium, fosfor, bor, selen, indium, germanium, gallium, og andre.
2. Materialer som inneholder metalloksyder som består av - kobberoksid, kadmium, sink og andre.
3. Materialene i den kombinerte gruppen antimonide.
4. Organiske materialer - naftalen, antracen, og andre.

Avhengig av gitteret deles i polykrystallinske halvledermaterialer og monokrystallinske elementer. Karakteristika for elektrisk materiell tillater dem å ta del i den ikke-magnetiske og svakt. Blant de komponenter av magnetisk skille halvledere, ledere og ikke-ledende elementer. Klar fordeling er vanskelig å utføre, siden mange materialer oppfører seg annerledes i et skiftende miljø. For eksempel, kan drift av enkelte halvledere ved lave temperaturer sammenlignes med effekten av isolatorene. De DIELECTRICS ved oppvarming arbeid som halvledere.

komposittmaterialer

Materialer som ikke er delt på funksjon og sammensetning, kalt komposittmaterialer, er det også elektrisk materiell. Deres egenskaper og anvendelser som følge av en kombinasjon av materialer som brukes i fremstillingen. Eksempler er glassfibre platekomponenter, glassfiber, blandinger av ledende og ildfaste metaller. Bruk av blandinger av ekvivalente styrker avslører materiale og anvende dem til deres destinasjon. Noen ganger kan en kombinasjon av komposittkomponentene fører til dannelsen av en helt ny element til de andre egenskapene.

film materialer

Større mulighet for elektriske folie og klebebånd som har fått elektrisk materiell. Deres egenskaper er forskjellig fra andre dielektrika fleksibilitet, tilstrekkelig mekanisk styrke og gode isolerende egenskaper. Tykkelsen av produktet varierer avhengig av materialet:

• tykkelse på 6-255 pm, gjør frigivelse bånd 0,2-3,1 mm;
• polystyren-produkter i form av bånd og filmer produsert 20-110 pm tykke;
• tykk polyetylen-bånd laget 35 til 200 m, en bredde på 250 til 1500 mm;
• fluorplastfilmtykkelse er laget 5 til 40 um, en bredde på 10-210 mm forestille seg.

Klassifisering av elektrisk materiell fra filmen gjør det mulig å skille mellom to typer: orientert og ikke-orientert film. Det første materialet er brukt oftest.

Malinger og belegg for elektrisk isolasjon

Løsninger av stoffer som danner under størkn film er moderne elektrisk utstyr. Denne gruppen omfatter asfalter, tørkende oljer, harpikser, cellulose-estere eller forbindelser og kombinasjoner av disse komponentene. Omdannelse av en viskøs komponent i isolatoren skjer etter fordampning av oppløsningsmidlet masse som er avsatt og danner en tett film. Ved hjelp av påføring av filmen er delt inn i klebemidlet, belegging og impregnering.

Impregnerings lakker som brukes for elektriske viklinger for å øke den termiske ledningsevnen og motstandsdyktighet mot fuktighet. Belegg lakk øvre skape et beskyttende belegg mot fuktighet, kulde, olje, overflate vikling, plastisolasjon. Limkomponenter som er i stand til lim glimmerskive med andre materialer.

Forbindelser for elektrisk isolasjon

Disse materialer har presentert en flytende oppløsning ved tidspunktet for bruk, etterfulgt av herding og herding. Stoffer som er kjennetegnet ved det faktum at blandingen ikke inneholder løsningsmidler. Forbindelsene som også tilhører gruppen "elektrisk utstyr". Skjemaer er deres støping og impregnering. Den første typen er brukt for å fylle hulrom i ledningskoblinger, og den andre gruppen blir brukt til impregnering av motorviklingene.

Forbindelser fremstille en termoplastisk, de myke etter at økningen i temperatur, og termoherdende, urokkelig fast bevare den form for størkning.

Impregnerte fibrøse isolasjonsmaterialer

For fremstillingen av slike materialer ved hjelp av organiske fibre og kunstige komponenter. Naturlige vegetabilske fibre av lin, silke, tre omforming i det materiale av organisk opprinnelse (fiber, stoff, papp). Fuktighet av slike isolatorer varierer fra 6-10%.

Organiske materialer av syntetisk (nylon) inneholder fuktighet, bare 3 til 5%, så som metning av fuktighet og uorganiske fibre (glassfiber). Uorganiske materialer som er karakterisert ved en manglende evne til å skyte på en betydelig oppvarming. Dersom materialene for å suge emaljer eller lakker, brennbarhets øker. Tilførsel av elektrisk materiell fremstilles ved fremstilling av elektriske maskiner og apparater.

Leteroid

En tynn fiber dannes i ark og rullet til en rull for transport. Det benyttes som et materiale for fremstilling av isolasjonspakninger, formede dielektriske skiver. Papir impregnert med asbest og asbestplate fremstilt av krysotilasbest, spaltes det i fibrene. Asbest har resistens overfor alkaliske betingelser, men brytes ned i en syre.

Avslutningsvis bør det bemerkes at med bruk av moderne materialer for isolasjon av elektrisk utstyr levetid er betydelig økt. For installasjoner bygg benytter materialer med utvalgte egenskaper som gir mulighet for fremstilling av nye funksjonelle utstyr med forbedret ytelse.