Elektrotekniska material, egenskaper och tillämpningar

Effektiviteten och varaktigheten av elektriska maskiner och anläggningar beror på tillståndet hos isoleringen, elektriska anordningar för vilka material används. De kännetecknas av en uppsättning specifika egenskaper när de placeras i en elektromagnetisk fältförhållanden, och monteras i enheter baserade på dessa indikatorer.

Klassificerings elektriska material tillåter uppdelad i separata grupper av isolerande, halvledande, ledande och magnetiska material som kompletterar de viktigaste produkterna: kondensatorer, ledare, isolatorer och halvledarelementen redo.

Material för att verka som individuella magnetiska eller elektriska fält med specifika egenskaper, och utsätts för flera strålningar samtidigt. Magnetiska material som konventionellt uppdelad i svagt magnetiska ämnen och magnetiska ämnen. I den elektriska tekniken mest använda starka magnetiska material.

Materialvetenskap vetenskap~~POS=HEADCOMP

Materialet nämnda ämne, som kännetecknas av distinkt från andra ändamål med den kemiska sammansättningen, egenskaperna och strukturen av molekyler och atomer. Ämnet är i ett av fyra tillstånd: gasformigt, fast, flytande eller plasma. Elektriska och konstruktionsmaterial gör att installera en mängd olika funktioner.

Ledande material överför elektroner flödeskomponenter ger dielektrisk isolering. Tillämpning av motståndselementen omvandlar elektrisk energi till värme, materialen i byggprodukter bibehåller sin form, exempelvis höljet. Elektriska och konstruktionsmaterial krävs för att utföra inte bara en utan flera relaterade funktioner, såsom en isolator i de elektriska belastningstester, som bringar den till konstruktionsmaterial.

Elektriska materialvetenskap - vetenskapen som handlar om definitionen av fastigheterna, studiet av beteendet hos materien under inflytande av el, värme, kyla, magnetfält och andra vetenskapliga studier de specifika egenskaper som krävs för att bygga elektriska maskiner, apparater och installationer ..

guider

Dessa inkluderar elektrisk utrustning, som är den viktigaste indikatorn uttryckt ledningsförmåga av elektrisk ström. Detta beror på att massan av ett ämne alltid närvarande elektroner svagt bundet till kärnan och är fria laddningsbärare. De rör sig med banan av en molekyl till en annan och skapa en ström. De huvudsakliga ledande materialen betraktas koppar, aluminium.

Till ledarna är element som har en elektrisk resistivitet ρ <10 ^-5, varvid materialet är en utmärkt ledare med en indikator 10 ^-8 ohm * m. Alla metaller som har en god aktuella tabellen av 105 elementen 25 är inte bara metaller, och från denna en mångskiftande grupp av material 12 uppträdande elektrisk ström och de betraktas som halvledare.

Fysiken av elektriska material tillåter deras användning som medel i de gasformiga och flytande tillstånd. Som den flytande metallen vid normal temperatur appliceras endast kvicksilver, för vilket det naturliga tillståndet. De andra metallerna som används som ledare endast vätska i ett uppvärmt tillstånd. För ledare som används och ledande vätska, t ex elektrolyt. Viktiga egenskaper hos ledarna, vilket gör att skilja dem i enlighet med den grad av elektrisk ledningsförmåga, är värmeledningsförmåga egenskaper beaktas och förmåga att värmegenerering.

dielektriska material

Till skillnad från ledare, innehåller dielektrika massan ett litet antal fria elektroner långsträckt form. Den viktigaste egenskapen hos ämnet är dess förmåga att ta emot polariteten av det elektriska fältet. Detta fenomen förklaras av det faktum att under påverkan av elektricitet relaterade kostnader flyttas i riktning mot verkande krafter. Förskjutningsavståndet är större, ju högre den elektriska fältstyrkan.

Elektriska isolerande material är de närmare idealet än den mindre index konduktivitet och mindre uttalad än graden av polarisation, vilket ger en indikation på dispersion och termisk energiallokering. Ledningsförmågan hos dielektrikum är baserad på inverkan av en liten mängd fria dipoler skift för verkan av fältet. Efter polarisation, de dielektriska substans former med olika polaritet, dvs två laddningar av olika tecken bildas på ytan.

Applikations dielektrika mest omfattande i elektrisk, eftersom användning av aktiva och passiva elementet egenskaper.

Till det aktiva materialet, med egenskaper som lämpar sig för ledning, bland annat:

• pyroelectrics;
• electroluminophors;
• piezoelectrics;
• ferroelektriska;
• elektreter;
• material för emittrar i lasern.

Grundläggande elektriska material - dielektriska passiva egenskaper, används som isolerande material och kondensatorer av konventionell typ. De kan separera de två delarna av elektrisk krets från varandra och förhindra att överströmning av elektriska laddningar. Eftersom deras isolering sker via de strömförande delar till elektrisk energi är kvar i marken eller på huset.

åtskilda av en isolator

I organiska och oorganiska dielektriska material är uppdelade beroende på den kemiska sammansättningen. Oorganiska dielektrika inte innehåller kol i dess sammansättning, medan de organiska formerna är primärt kol elementet. Oorganiska substanser såsom keramik, glimmer, en hög grad av värme.

Elektriskt material på en metod för framställning uppdelad i naturliga och konstgjorda dielektrika. Den breda användningen av syntetiska material är baserat på det faktum att tillverkningen gör det möjligt att ge materialet önskade egenskaper.

Enligt strukturen av molekyler och molekylgitter dielektrika uppdelade i polära och icke-polära. Den sista kallas också neutral. Skillnaden är att de atomer och molekyler före deras verkan på den elektriska strömmen eller har ingen elektrisk laddning. K en neutral grupp inkluderar Teflon, polyeten, glimmer, kvarts, och andra. De polära dielektrika består av molekyler med en positiv eller negativ laddning, är ett exempel polyvinylklorid, bakelit.

dielektriska egenskaper

Som dielektrika uppdelad i gasformigt, flytande och fast. De mest vanligen använda fasta elektriska material. Deras egenskaper och tillämpning utvärderas med hjälp av parametrar och egenskaper:

• en volymresistivitet;
• dielektrisk permittivitet;
• en ytresistivitet;
• koefficienten för termisk permeabilitet;
• dielektrisk förlusttangent av vinkeln uttrycks;
• styrkan hos materialet under påverkan av elektricitet.

Volymresistivitet beror på förmågan hos ett material att motstå läckage därpå konstant värde ström. Indikator omvänd resistivitet kallas bulk ledningsförmåga.

Ytresistivitet bestäms genom förmågan hos materialet att motstå den konstanta ström som flyter på dess yta. Surface ledningsförmåga är det reciproka värdet av den tidigare figuren.

Koefficienten för termisk permeabilitet avspeglar graden av förändring i resistivitet efter höjning av temperaturen hos substansen. Typiskt, minskar resistansen med ökande temperatur, därför, är koefficientvärdet negativt.

Dielektricitetskonstanten bestämmer den elektriska tillämpningen av material i enlighet med materialets förmåga att skapa elektrisk kapacitans. Mått på den relativa permittiviteten hos det dielektriska ingår i begreppet absolut permeabilitet. Föränderlig isolering kapacitetsindikator visas tidigare termisk permeabilitetskoefficienten, som samtidigt uppvisar en ökning eller minskning i kapacitans med en förändring i temperatur.

Tangens för dielektriska förlustvinkeln återspeglar graden av kedjan effektförlust med avseende på det dielektriska materialet utsätts för en elektrisk växelström.

Karakteriserade Elektrotekniska material av dielektriskt styrkeindikator, som bestämmer möjligheten att förstöra ämnet under stress. I att identifiera den mekaniska styrkan hos ett antal tester för att fastställa indexet gränsen tryckhållfasthet, draghållfasthet, böjning, torsions-, genomslag och fraktur.

Fysikaliska och kemiska egenskaper hos dielektrika

I dielektrika innehålla ett visst antal frigjorda syror. Mängden kalium-hydroxid i milligram som behövs för att bli av föroreningar i en g substans kallas syratal. Syror förstöra organiska material har en negativ effekt på de isolerande egenskaperna.

Karakteristiska elektriska material kompletteras viskositetskoefficient eller friktion, som visar graden av flödet av materia. Viskositet är uppdelad i villkorligt och kinematisk.

Grad av vattenabsorption bestäms beroende på massan av vatten som absorberas av testelementet storleks dagar efter nedsänkning i vatten vid en förbestämd temperatur. Denna karakterisering anger porositeten hos materialet, vilket ökar indexet försämrar de isolerande egenskaperna.

magnetiska material

Performance utvärdering av de magnetiska egenskaperna kallas magnetiska egenskaper:

• Magnetisk absoluta permeabilitet;
• magnetisk relativ permeabilitet;
• termisk koefficient för magnetisk permeabilitet;
• maximal energi magnetfält.

Magnetiska material är indelade i hårda och mjuka. De mjuka elementen kännetecknas av små förluster släpar storleken på magnetiseringen av kroppen verkande magnetfältet. De är mer genomsläpplig för de magnetiska vågor har en liten koercitivkraft och en högre mättnadsinduktion. Deras användning i anordnings transformatorer av elektromagnetiska maskiner och mekanismer, magnetiska skärmar eller andra apparater där det är nödvändigt magnetisering med låga energi utelämnanden. Dessa inkluderar rena elektrolytiska järn, järn - Armco, permalloy, elektriska stål ark, nickeljärnlegeringar.

Fasta material kännetecknas av en betydande förlust eftersläpande grad av magnetisering på det yttre magnetfältet. Mottaga en gång magnetiska pulser, sådana elektriska material och produkter är magnetiserade, och under en lång tid för att hålla den lagrade energin. De har en hög koersitivkraft och hög restinduktionskapacitet. Element med dessa egenskaper används för framställning av stationära magneter. Representanter av element är legeringar baserade på järn, aluminium, nickel, kobolt, kiselkomponenter.

magnetodielectrics

Detta blandade material, 75-80% i kompositionen som innehåller det magnetiska pulvret, är massan av organisk hög polymera återstoden fylld med dielektrikum. Y ferriter och ferriter ökade värden på volymresistiviteten, små virvelströmsförluster, vilket gör att deras användning i högfrekventa teknik. Ferriter är stabila indikatorer i olika frekvensområden.

FIELD användning ferromagnets

De används mest effektivt för att skapa en kärna av transformatorspolar. Tillämpning av materialet gör det möjligt att öka mycket magnetfältet i transformatorn, utan att ändra den nuvarande läsning av våld. En sådan införing av ferrit sparar strömförbrukningen under drift av anordningen. Elektriska material och utrustning efter den yttre magnetisk påverkan behålla magnetiska egenskaper, och upprätthåller ett fält i det angränsande utrymmet.

Elementära strömmar inte passera efter avstängning magneten, vilket skapar en standard permanentmagnet som fungerar effektivt på hörlurar, telefoner, mätinstrument, kompasser, ljud inspelningsenheter. Mycket populär i användningen av permanentmagneter, inte elektriskt ledande. Erhållna föreningen med järnoxider med olika andra oxider. Lodestone avser ferrit.

halvledarmaterial

Dessa är element, som har ett konduktivitetsvärde som är i intervallet av detta index för ledare och dielektrika. Ledningsförmågan av dessa material beror på förekomsten av föroreningar i vikt, yttre påverkan och riktningar av inre defekter.

Egenskaper hos elektro material halvledare grupp visar signifikanta skillnader från varje andra element på gitterstrukturen, sammansättning och egenskaper. Beroende på dessa parametrar är material delas in i 4 typer:

1. Elements atomer innehållande en enda art: kisel, fosfor, bor, selen, indium, germanium, gallium, och andra.
2. Material som innehåller metalloxider sammansatta av - kopparoxid, kadmium, zink och andra.
3. Materialen i den kombinerade gruppen antimonide.
4. Organiska material - naftalen, antracen och andra.

Beroende på gittret uppdelas i polykristallina halvledarmaterial och monokristallina element. Kännetecken för elektriska material tillåter dem att dela på omagnetiska och svagt. Bland komponenterna i magnetisk skilja halvledare, ledare och icke-ledande element. Clear fördelning är svår att utföra, eftersom många material beter sig annorlunda i en föränderlig miljö. Till exempel, kan driften av vissa halvledare vid låga temperaturer jämföras med effekten av de isolatorer. Dessa dielektrika genom upphettning arbete som halvledare.

kompositmaterial

Material som inte är uppdelade på funktion och sammansättning, som kallas kompositmaterial, är det också elektriska material. Deras egenskaper och tillämpningar på grund av en kombination av material som används vid tillverkningen. Exempel är glasfiberplåtkomponenter, glasfiber, blandningar av ledande och eldfasta metaller. Användning av blandningar motsvarande styrkor avslöjar material och tillämpa dem på sin destination. Ibland en kombination av kompositkomponenter leder till skapandet av en helt nytt element till de andra egenskaper.

filmmaterial

Större utrymme för elektriska folier och tejper har fått som elektriska material. Deras egenskaper skiljer sig från andra dielektrika flexibilitet, tillräcklig mekanisk styrka och utmärkta isolerande egenskaper. Tjockleken hos produkten varierar beroende på det material:

• filmtjocklek av 6-255 mikron gör, släpptejp 0,2-3,1 mm;
• polystyren produkter i form av tejper och filmer producerade 20-110 mikron tjocka;
• tjock polyeten tejp tillverkad 35-200 meter, en bredd på 250 till 1500 mm;
• fluorfilmtjockleken görs 5 till 40 mikron, en bredd av 10-210 mm Envisage.

Klassificering av elektriska material från filmen gör det möjligt att skilja mellan två typer: orienterade och icke-orienterad film. Det första material används oftast.

Målarfärger och beläggningar för elektrisk isolering

Lösningar av substanser som bildar under stelnfilm är moderna elektrisk utrustning. Denna grupp omfattar asfalter, torkande oljor, hartser, cellulosaestrar eller föreningar och kombinationer av dessa komponenter. Omvandling av en viskös komponent i isolatorn sker efter avdunstning av lösningsmedlet massan avsattes och bildar en tät film. Genom applicering av filmen är uppdelad i lim, beläggning och impregnering.

Impregnering lacker som används för elektriska lindningar i syfte att öka värmeledningsförmågan och beständighet mot fukt. Beläggnings lack övre skapa en skyddande beläggning mot fukt, kyla, olja, yta lindning, plastisolering. Limkomponenterna är kapabla lim glimmer plattan med andra material.

Föreningar för elektrisk isolering

Dessa material har uppvisat en flytande lösning vid tiden för användning, följt av härdning och härdning. Substanser kännetecknade av det faktum att kompositionen inte innehåller lösningsmedel. Föreningarna tillhör också gruppen "elektrisk utrustning". Former är deras gjutning och impregnering. Den första typen används för fyllning av hålrum i kabelkopplingar, och den andra gruppen används för impregnering av motorlindningarna.

Föreningar framställa en termoplastisk, de mjuknar efter ökningen i temperatur, och värmehärdande, orubbligt bevara form av stelning.

Impregnerade fibrösa isolerande material

För framställning av sådana material med användning av organiska fibrer och konstgjorda komponenter. Naturliga vegetabiliska fibrer av silke, linne, trä omarbetande i materialen av organiskt ursprung (fiber, tyg, kartong). Fuktighet av sådana isolatorer varierar från 6-10%.

Organiska material av syntetiska (nylon) innehåller fukt endast 3 till 5%, såsom mättnad av fukt och oorganiska fibrer (glasfiber). Oorganiska material kännetecknas av en oförmåga att skjuta på betydande uppvärmning. Om material att suga emaljer eller lacker, antändnings ökar. Tillförsel av elektriska material produceras vid tillverkningen av elektriska maskiner och apparater.

Leteroid

En tunn fiber produceras i ark och rullades till en rulle för transport. Det används som ett material för tillverkning av de isolerande packningar, formade dielektriska tvättmaskiner. Papper impregnerat med asbest och asbest bräda gjord av krysotilasbest, dela upp det till fibrer. Asbest har motståndskraft mot alkaliska förhållanden, men bryts ned i en syra.

Avslutningsvis bör det påpekas att med hjälp av moderna material för isolering av elektrisk utrustning livslängd avsevärt. För installationer byggnader använder material med utvalda egenskaper som möjliggör tillverkning av nya funktionell utrustning med förbättrad prestanda.