Лекция по Электроматериаловедению. Лекция 1 ЭТМ. Дисциплина Электротехническое материаловедение изучает основные физические явления, протекающие в материалах при воздействии на них электромагнитных полей, свойства материалов, технологию производства
 Скачать 15.02 Kb.
|
|
Дисциплина «Электротехническое материаловедение» изучает основные физические явления, протекающие в материалах при воздействии на них электромагнитных полей, свойства материалов, технологию производства. Разработка новых материалов происходит одновременно с общим развитием электротехники, когда все большее значение приобретает правильный выбор материалов, позволяющий успешно решать возникающие задачи. Проблема современного уровня заключается в создании электротехнических материалов высокого качества, полностью отвечающих новейшим требованиям. Это гибкие высокомолекулярные диэлектрики с высокой нагревостойкостью, надежные в эксплуатации полупроводники, ферромагнетики и ферриты с высокими магнитными характеристиками, сверхпроводники. Обеспечение высокого качества материалов для современной электротехники обусловлено потребностью введенияв программу подготовки бакалавров курса «Электротехническое материаловедение». Основные понятия об электроматериалах. КлассификацияЭлектротехническими называются материалы, которые характеризуются определенными свойствами по отношению к электромагнитному полю и применяются в технике с учетом этих свойств. По поведению в электрическом поле материалы делятся на следующие виды: диэлектрики или электроизоляционные материалы; полупроводниковые; проводниковые. По поведению в магнитном поле материалы делятся на диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики. Физической константой, характеризующей материалы в электрическом поле, является удельное сопротивление , в магнитном поле –магнитная проницаемость µ. Диэлектрики - вещества с высоким удельным сопротивлением . Они используются в качестве электроизоляционных материалов. Их назначение - разделять электрические цепи друг от друга, изолировать проводящие, но не токонесущие части от токонесущих частей. В конденсаторах диэлектрические 8 материалы служат для создания заданной емкости. Активные диэлектрики отличаются от обычных диэлектриков (электроизоляционных материалов) тем, что их свойствами можно управлять. Они могут служить для генерации, усилия, модуляции, преобразования электрических сигналов. К ним относятся: материалы для лазеров и мазеров, сегнетоэлектрики, пьезоэлектрики, пироэлектрики, электрооптические и нелинейно оптические материалы, электреты и др. Полупроводниковые материалы применяются в тех случаях, когда их проводимость управляется и изменяется напряжением, температурой, освещением и другими факторами. Из этих материалов изготавливают диоды, транзисторы, термисторы, фоторезисторы и другие полупроводниковые приборы. Проводниковые материалы служат в качестве проводников электрического тока. Они обладают малым удельным сопротивлением .К ним относятся также сверхпроводниковые и криопроводниковые материалы, которых при очень низких температурах (криогенных) весьма мало, и материалы высокого сопротивления, применяемые для изготовления резисторов, нагревательных элементов и др. Магнитные материалы обладают способностью намагничиваться, а некоторые из них сохраняют намагниченность и после прекращения действия магнитного поля. Из них изготавливают сердечники катушек индуктивности и трансформаторов, магнитные системы электрических машин, запоминающие устройства, постоянные магниты и т.д. Металлические связи - связи между положительно заряженными ионами металла и образуемыми в результате отрыва от атомов коллективизированными валентными электронами. «Электронный газ» оказывает цементирующее действие на кристаллическую структуру металлов и определяет их высокую электропроводность и теплопроводность. По магнитным свойствам вещества делят на диамагнитные, парамагнитные и ферромагнитные. Ферромагнетики – вещества, имеющие 1, относительная магнитная проницаемость которых зависит от напряженности магнитного поля Н. Магнитные свойства материалов обусловлены внутренними формами движения электрических зарядов, представляющих элементарные круговые токи. Ферромагнетики играют огромную роль в технике. К классическим ферромагнетикам относятся железо, никель, кобальт и их сплавы. При разработке изделий электропромышленности необходим рациональный выбор ЭТМ. Этот выбор приходится делать из большого количества диэлектрических материалов. Чтобы правильно выбрать нужный материал, надо знать критерии выбора. К ним относятся электрические и физико-химические свойства диэлектриков. К электрическим свойствам относятся относительная диэлектрическая проницаемость, которая является количественной характеристикой явления поляризации, удельное сопротивление, которое определяет электропроводность диэлектриков, тангенс угла диэлектрических потерь, диэлектрические потери и электрическая прочность, пробой диэлектриков. |