Электрические машины реферат. Реферат диэлектрики Кириллов Д.В. ЭЭТу-20з. Реферат по дисциплине Электротехническое и конструкционное материаловедение Группа ээту20з Студент Кириллов Д. В
 Скачать 191.45 Kb.
|
|
Министерство науки и высшего образования РФ ФГБОУ ВО «УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра электрификации горных предприятий РЕФЕРАТ по дисциплине: «Электротехническое и конструкционное материаловедение» Группа ЭЭТу-20з Студент Кириллов Д.В. Тема: Диэлектрики. Основные понятия. Определения. Классификация. Руководитель курсовой работы Угольников Александр Владимирович Екатеринбург, 2021 Содержание Введение…………………………………………………………………………..3 1. Свойства диэлектриков…………………………………………………….….4 1.1 Физические свойства…………………………………………………………4 1.2 Классификация диэлектрических материалов…………………………..….5 1.3 Пробой диэлектриков……………………………………………………...…7 Заключение………………………………………………………………………..9 Список используемой литературы…………………………………………..….10 Введение Диэлектриком называется вещество, основным электрическим свойством которого является способность поляризоваться под воздействием электрического поля и в котором возможно существование собственного электростатического поля. Из определения следует, что основным свойством, диэлектрика, которое отличает его от остальных электротехнических материалов, является его способность поляризоваться и создавать свое собственное электростатическое поле под воздействием внешнего электрического поля. Другим весьма важным свойством диэлектриков является их чрезвычайно малая электропроводность и, соответственно, очень большое удельное сопротивление pv. Малая электропроводность диэлектриков хорошо объясняется с помощью зонной теории строения твердых тел. В соответствии с этой теорией все электроны атомов, находящихся в нормальном не возбужденном состоянии, могут располагаться на определенных энергетических уровнях, образующих энергетические зоны. 1. Свойства диэлектриков 1.1 Физические свойства К ним относятся электреты, пьезоэлектрики, пироэлектрики, сегнетоэластики, сегнетоэлектрики, релаксоры и сегнетомагнетики. При применении диэлектриков -- одного из наиболее обширных классов электротехнических материалов -- довольно четко определилась необходимость использования как пассивных, так и активных свойств этих материалов. Пассивные свойства диэлектрических материалов используются, когда их применяют в качестве электроизоляционных материалов и диэлектриков конденсаторов обычных типов. Электроизоляционными материалами называют диэлектрики, которые не допускают утечки электрических зарядов, то есть с их помощью отделяют электрические цепи друг от друга или токоведущие части устройств, приборов и аппаратов от проводящих, но не токоведущих частей (от корпуса, от земли). В этих случаях диэлектрическая проницаемость материала не играет особой роли или она должна быть возможно меньшей, чтобы не вносить в схемы паразитных емкостей. Если материал используется в качестве диэлектрика конденсатора определенной емкости и наименьших размеров, то при прочих равных условиях желательно, чтобы этот материал имел большую диэлектрическую проницаемость. Активными (управляемыми) диэлектриками являются сегнетоэлектрики, пьезоэлектрики, пироэлектрики, электролюминофоры, материалы для излучателей и затворов в лазерной технике, электреты и др. Условно к проводникам относят материалы с удельным электрическим сопротивлением с < 10-5 Ом·м, а к диэлектрикам -- материалы, у которых с > 108 Ом·м. При этом надо заметить, что удельное сопротивление хороших проводников может составлять всего 10-8 Ом·м, а у лучших диэлектриков превосходить 1016 Ом·м. Удельное сопротивление полупроводников в зависимости от строения и состава материалов, а также от условий их эксплуатации может изменяться в пределах 10-5--108 Ом·м. Наряду с электрическими материалами спрос на диэлектрические материалы растёт день за днём. Это связано с увеличением мощности государственных промышленных предприятий, частных предприятий и с ростом государственных и негосударственных общественных организаций и учреждений. Большой спрос на диэлектрические материалы, также, связан с увеличением количества разнообразных электроприборов и средств связи В технике используют различные виды диэлектриков, которые изготавливаются в процессе переработки природных ресурсов и химических материалов. Применяемые в народном хозяйстве диэлектрические материалы условно можно классифицировать в виде. Как известно, диэлектрические свойства материалов определяются расположением атомов и молекул в кристаллической решетке. Химические элементы, входящие в состав материала, а также структура, симметрия и степень упорядоченности кристаллической решетки, определяют как диэлектрические свойства материалов, так и их зависимость от внешних факторов, включая температуру. 1.2 Классификация диэлектрических материалов. По области применения все диэлектрические материалы можно разделить на электроизоляционные и диэлектрики в электрических конденсаторах. Первые используются для создания электрической изоляции, которая окружает токоведущие части электрических устройств и отделяет друг от друга части, находящиеся под различными электрическими потенциалами. Вторые используются для создания определенного значения электрической емкости конденсатора, а в некоторых случаях для обеспечения определенного вида зависимости этой емкости от температуры и других факторов. По возможности управления электрическими свойствами диэлектрические материалы можно разделить на пассивные с постоянными свойствами и активные, свойствами которых можно управлять (сегнетоэлектрики, пьезоэлектрики, пироэлектрики,электреты и др.). Диэлектрические материалы подразделяются по их агрегатному состоянию на газообразные, жидкие и твердые. В особую группу могут быть выделены твердеющие материалы, которые в исходном состоянии являются жидкостями, но затем отверждаются и в готовой, находящейся в эксплуатации изоляции, представляют собой твердые тела (лаки и компаунды). Все диэлектрики, используемые в технике, можно разделить на ряд групп. Критерии классификации и группы, на которые подразделяются диэлектрики в соответствии с этими критериями, приведены на рис. 1. Рис.1 Классификация диэлектриков К нейтральным относятся диэлектрики, атомы и молекулы которых не обладают собственным дипольным электрическим моментом при отсутствии внешнего электрического поля. p =0 Полярными диэлектриками являются диэлектрики, содержащие электрические диполи, способные к ориентации во внешнем электрическом поле. К ним относятся диэлектрики с ионной структурой строения. Молекула полярного диэлектрика обладает собственным дипольным электрическим моментом, p =q*d, где: q – электрический заряд иона; d – расстояние между центрами положительного и отрицательного ионов. Активными называются диэлектрики способные генерировать, преобразовывать или усиливать электрические сигналы в электрической цепи. Пассивными являются диэлектрики, не обладающие способностью генерировать, преобразовывать и усиливать электрические сигналы. Подавляющее большинство диэлектриков являются пассивными. К твердеющим относятся все диэлектрики, которые при изготовлении являются жидкими веществами, а рабочее состояние их – твердое. 1.3 Пробой диэлектриков Пробой – потеря электрической прочности под действием напряжённости электрического поля – может иметь место как в образцах различных диэлектриков и систем изоляции, так и в электроизоляционных системах любого электротехнического устройства – от мощных генераторов и высоковольтных трансформаторов до любого бытового прибора. Сочетание в системах изоляции материалов, разных по электрической прочности, может приводить к серьёзным осложнениям в эксплуатации самых разнообразных электротехнических устройств, особенно высокого напряжения, где изоляция работает в сильных электрических полях и может возникнуть её пробой. Причины пробоя бывают различными; не существует по этому единой универсальной теории пробоя. В любой изоляции пробой приводит к образованию в ней канала повышенной проводимости, достаточно высокой, чтобы произошло короткое замыкание в данном электротехническом устройстве, создающее аварийную ситуацию, по существу выводящую это устройство из строя. Однако в этом отношении пробой может проявлять себя в разных системах изоляции по – разному. В твёрдой изоляции, как правило, канал пробоя сохраняет высокую проводимость после выключения, приведшего к пробою напряжения, явление протекает необратимо. В жидких и газообразных диэлектриках вследствие высокой подвижности их частиц электрическое сопротивление канала пробоя восстанавливается вызвавшего его напряжения практически мгновенно. Заключение В настоящее время прогресс электроники во все возрастающей степени определяется особыми свойствами используемых материалов. Здесь широко используются особые свойства диэлектриков: линейные и нелинейные диэлектрические, сегнетоэлектрические, нелинейно-оптические Диэлектрики находят широкое использование в качестве преобразователей электрических, оптических, механических и тепловых воздействий. Сегодня особую актуальность приобретает разработка новых типов диэлектриков с заданными свойствами для реализации их в новых приборах, устройствах и системах. Перспективы применения диэлектриков в самых различных областях прикладной науки и техники — огромны Список используемой литературы 1. В. Н. Бородулин, А. С. Воробьев, В. М. Матюгин и др., Электротехнические и конструкционные материалы М: Издательский центр «Академия», 2005. 280 с. 2. Журавлева Л. В. Электроматериаловедение, М ПрофОбрИздат, 2001. 312 с. 3. Хахин Ю. М. Электротехническое материаловедение – Екатеринбург, Изд-во УГГГА, 1995. 100 с. 4. https://poznayka.org/s79534t1.html (дата обращения 15.09.21) 5. https://blog.tutoronline.ru/dijelektriki (дата обращения 15.09.21) |