Контрольная: Классификация электротехнических материалов - текст контрольной. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Контрольная

Классификация электротехнических материалов

Банк рефератов / Физика

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Контрольная работа
Язык контрольной: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 25 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

10 Самый непрочный вид связи — молекулярная связь (связь Ван-дер-Ваа льса). Такая связь существует в некоторых веществах между молекулами с к овалентными внутримолекулярными связями. Межмол екулярное притяжение обусловливается согласованным движением валент ных электронов в соседних, молекулах. В любой момент времени электроны м аксимально удалены друг от друга и максимально приближены к положитель ным зарядам. При этом силы притяжения валентных электронов положительн о заряженными остовами соседних молекул оказываются сильнее сил взаимного отталкивания электр онов внешних орбит. Связь Ван-дер-Ваальса наблюдается между молекулами н екоторых веществ (например, парафина ) имеющих низкую температуру плавления, свидетельствующую о непрочности их кристаллической решетки. Основным, хара ктерным для любого диэлектрика процессом, возникающим при воздействии на него электрического напряжения, является пол яризация — ограниченное смещение связанных зар ядов или ориентация дипольных молекул. Дипольно-релаксационная поляризация для краткости называется дипольн ой . О тличается от электронн ой и ион ной поляризации тем, что она связа на с тепловым движением частиц. Дипольные молекулы, находящиес я в хаотическом тепловом движении, частично ориентируются под дейст вием поля, что и является причи н ой поляризации. Дипольная поляризация возможна, если молекулярные силы не препятствую т диполям ориентироваться вдоль поля. С увеличением температуры молеку лярные силы ослабляются, вязкость вещества понижается, что должно усили вать дипольную поляризацию, однако в то же время возрастает энергия тепл ового движения молекул, что уменьшает ориентирующее влияние поля. Поэто му с увеличением температуры, дипольная поляризация сначала возрастае т (пока ослабление молекулярных сил сказывается сильнее, чем возрастани е хаотического теплового движения), а затем, когда хаотическое движение становится интенсивнее, дипольная поляризация с ростом температуры на чинает падать. Поворот диполей в направлении поля в вязкой среде требует преодоления н екоторого сопротивления, а потому дипольная поляризация связана с поте рями энергии. Диэлектр ическая проницаемость твердых тел зависит от структурных особенностей твердого диэлектрика. В твердых телах возможны все виды поляризации. Дл я твердых неполярных диэлектриков характерны те же закономерности, что и для неполярных жидкостей и газов. Это подтверждается зависимостью о r ( t ) для парафин а. При переходе парафина из твердого состояния в жидкое (температура пла вления около +54 °С) происходи т резкое уменьшение диэлектрической проницаемости вследствие понижен ия плотности вещества . Газообразные вещества характеризуются малыми пл отностями. Поэтому диэлектрическая проницаемость всех газов незначительна и близка к единице. Если молекулы газа полярные то поляризация может б ыть дипольной, однако и для полярных газов основное значение имеет элект ронная поляризация. Поляризация жидкостей, содержащих дипольные мол екулы, определяется электронной и дипольной поляризациями. Чем больше э лектрический момент диполей и число молекул в единице объема, тем больше й диэлектрической проницаемостью обладают жидкие диэлектрики. Диэлектрическая проницаемость жидких полярных диэлект риков изменяется в пределах от 3 до 5,5. Твердые диэле ктрики, представляющие собой ионные кристаллы с плотной упаковкой част иц, обладают электронной и ионной поляризациями и имеют диэлектрическу ю проницаемость, изменяющуюся в широких пределах. Для неорганических ст екол (квазиаморфных диэлектриков) диэлектрическая проницаемость измен яется в пределах от 4 до 20. Твердые диэлектрики, пред ставляющие собой ионные кристаллы с неплотной упаковкой частиц, помимо электронной и ионной поляризации имеют ионно– релаксационную поляриз ацию и характеризуются невысоким значением диэлектрической проницаем ости. Так например о r каменной соли имеет зн ачение 6, корунда 10, р утил 110, а титанат кальция 150. (Все значение о r приведены для температуры 20 °С.) Полярные органические диэлектрики обнаруживают дипольно-релаксацион ную поляризацию в твердом состоянии. К таким диэлектрикам относятся цел люлоза и продукты ее переработки, полярные полимеры. Дипольно-релаксаци онная поляризация наблюдается также у льда. Диэле ктрическая проницае мость указанных материалов в б ольшой степени зависит от темпе ратуры и от частоты приложенного напр яжения, подчиняясь тем же закономерностям, какие н аблюдаются для полярных жидкостей. Можно отметить, что диэлектрическая проницаемость льда резко меняется в зависимости от температуры и частоты. При низких част отах и температуре, близкой к О °С, лед, к ак и вода, имеет о r ~ 80, одн ако с понижением температуры о r быстро падает и доходит до 2,85. Диэлектрическая проницаемость сложных диэлектр иков, представляющих собой механическую смесь двух компонентов с разны ми диэлектрическими проницаемостями определяется , в первом приближении, на основании лог арифмического закона смешения. Ток в газ ах может возникнуть только при наличии в них ионов или свободных электро нов. Ионизация нейтральных молекул газа возникает либо под действием вн ешних факторов, либо вследствие соударений заряженных частиц с молекул ами. Электропроводность жидких диэлектриков тесно связана со строением мол екул жидкости. В неполярных жидкостях электропроводность зависит от на личия диссоциированных примесей, в том числе влаги. В полярных жидкостях электропроводность определяется не только примесями, но иногда и диссо циацией молекул самой жидкости. Ток в жидкости может быть обусловлен как передвижением ионов, так и перемещением относительно крупных заряженн ых коллоидных частиц. Электропровод ность твердых тел обусловливается передвижением, как ионов самого диэлектрика, так и ионов случайны х примесей, а у некоторых материалов может быть вызвана наличием свободн ых электронов. Электронная электропроводность наиболее заметна при си льных электрических полях. В диэлектриках с атомной или молекулярной решеткой электропроводность связана только с наличием примесей, удельная проводимость их весьма мал а. В системе СИ удельное объемное сопротивление с v равно объемному с опротивлению куба с ребром в 1 м, мысленно вырезанного из исследуемого ма териала (если ток проходит сквозь куб, от одной е го грани к противоположной), умноженном у на 1 м. Для плоского образца материала в однородном поле удельное объемное сопротивление (Ом-метр) рассч итывается по формуле с = RS / h , где R — объе мное сопротивление образца, Ом; S — площадь электрода, м 2 ; h — то лщина образца, м. Удельн ая объемная проводимость г измеряется в сименсах на метр Потери в диэле ктрике (д иэлектрически е потери ) - это м ощность, рассеиваем ая в диэ лектрике при воздействии н а него электрического поля и вызывающую нагрев диэлектрика. Потери в диэ лектриках наблюдаются как при переменном напряжении, так и при постоянн ом, поскольку в материале обнаруживается сквозной ток, обусловленный пр оводимостью. При постоянном напряжении нет периодической поляризации. Качество материала при этом характеризу ется значениями удельного объемного и поверхностного сопротивлений. П ри переменном напряжении н еобходимо использовать какую-то другую характеристику качества матер иала, так как в этом случае, кроме сквозного тока, возникают дополнительн ые причины, вызывающие потери в диэлектрике . Диэлектрические потери в электроизоляционном материале можно характе ризовать рассеиваемой мощностью, отнесенной к единице объема, или удель ными потерями; чаще для оценки способности диэлектрика рассеивать мощн ость в электрическом поле пользуются углом диэлектрических потерь, а также тангенсом этого угла. Недопустимо большие диэл ектрические потери в эле ктроизо ляционном материале вызывают сильный наг рев изготовленного из него изделия и могут привести к его тепловому разр ушению. Даже если напряжение, приложенное к диэлектрику, недостаточно, в елико для того, чтобы за счет диэлектрических потерь мог произойти недоп устимый перегрев, то и в этом случае большие диэлектрические потер и могут принести существенный вред, увеличивая, например, активное сопротивление колебател ьного контура, в котором исполь зован д анный диэлектрик а, следова тельно, и величину затухания. Резина и бумага являются органическ ими диэлектриками молекулярной структуры с полярными молекулами . Эти вещества из-за присущей им дипольно-релаксационн ой поляризации обладают большими потерями. Тангенс угла потерь tg д ~0,03 , для сажевых резин до 0,25 . Стекла , неорганическ и е квазиаморфные вещества ионной структуры представл яющие собой сложные системы различных оксидов . Диэлектрические потери в таких веществах связаны с явлением поляризации и электропроводности . Эле ктрические свойства весьма в большой степени зависят от их состава . Для кварцевого стекла т ангенс угла потерь tg д ~0,00 02 . Пенопласты — материалы с ячеистой структурой, в к оторых газообразные наполнители изолированы друг от друга и от окружаю щей среды тонким и слоями полимерного связующего . Пенопласты на основе эпокс идных смол имеют тангенс угла потерь tg д ~0 ,025 – 0.035 . Пенопласты на основе пенополистир ола tg д ~0,0 004. Таким образом, меньшие электрические потери следует ожидать от стекла. Диэлектрик, на ходясь в электрическом поле, теряет свойства электроизоляционного мат ериала, если напряженность поля превысит некоторое критическое значен ие. Это явление носит название пробоя диэлектрик а или нарушения его электрической прочности. Знач ение напряжения, при котором происходит пробой диэлектрика, называется пробивным напряжением, а с оответствующее значение напряженности поля — электрической прочностью диэлектрика. Пробивное напряжение обозначается U np и измеряется чаще всего в киловольтах. Электрическая прочно сть определяется пробивным напряжением, отнесенным к толщине диэлектр ика в месте пробоя: Е np = U np / h где h — толщина диэлектрика Удобны е для практических целей численные значения электрической прочности д иэлектриков получаются, если пробивное напряжение выражать в киловоль тах, а толщину диэлектрика — в миллиметрах. Тогда электрическая прочнос ть будет в киловольтах на миллиметр. Для сохранения численных значений и перехода к единицам системы СИ можно пользоваться единицей МВ/м: Жидкие диэлект рики отличаются более высокой электрической прочностью, чем газы в норм альных условиях. Предельно чистые жидкости получить чрезвычайно трудн о. Постоянными примесями в жидких диэлектриках являются вода, газы и тве рдые частицы. Наличие примесей и определяет в основном явление пробоя жи дких диэлектриков и вызывает большие затруднения для создания точной т еории пробоя этих веществ. Теорию электрического пробоя можно применить к жидкостям, максимально очищен ным от примеси. При высоких значениях напряженности электрического пол я может происходить вырывание электронов из металлических электродов и, как и в газах, разрушение молекул самой жидкости за счет ударов заряжен ными частицами. При этом повышенная электрическая прочность жидкого ди электрика по сравнению с газообразным обусловлена значительно меньшей длиной свободного пробега электронов. Пробой жидкостей, содержащих газ овые включения, объясняют местным перегревом жидкости за счет энергии, в ыделяющейся в относительно легко ионизирующихся пузырьках газа, котор ый приводит к образованию газового канала между электродами. Вода в виде отдельных мелких капелек, находящихся в трансформаторном масле, при нор мальной температуре значительно снижает E пр . По д влиянием длительного элек трического поля сферические капельки воды сильно дипольной жидк ости поляризуются, приобретают форму эллипсоидов и, притягиваясь между собой разноименными концами, со здают между электродами цепочки с повышенной проводимостью, по которым и происходит электрический пробой. Обожженн ый фарфор имеет плотность 2,3-2,5 Мг/м 3 . Пр едел прочности при сжатии 400-700 МП а, при растяжении 45-70 МПа, при изгибе 80-150 МПа. Из чего видно , что механическая прочность фарфора выше при работе на сжати е. Защитн ые свойства различных материалов к корпускулярным и волновым излучени ям высокой энергии удобно характеризовать понятием сло я десятикратного ослабления, т. е. толщиной с лоя вещества, после прохождения, которого интенсивность излучения ослабляется в десять раз. Эта характеристика значительно облегчает расчеты элементов защиты. На пример, для ослабления в 100 раз необходимо взять толщину защитного вещест ва, равную двум слоям десятикратного ослабления. Очевидно, п слоев десятикратного ослабления сн изит интенсивность излучения в 10 n раз. Поглощен ие квантовой энергии веществом зависит от плотности этого вещества. Из п еречисленных веществ наибольшую плотность имеет свинец. Для поглощения 1 МэВ квантового излучения толщина свинца должна быть ~ 30 мм, стали ~50 мм, б етона ~200 мм, воды 400 мм. Таким образом, свинец имеет наименьшую толщину слоя десятикратного ослабления. Важнейшими практически применяемыми твердыми проводниковыми материалами в электротехнике являются металлы и их сплавы. Из них выделяются металлы высокой проводимости , имею щие удельное сопротивление с при нормальной температуре не более 0, 05 мкОм * м , и сплавы высокого сопротивления имеющие удельное сопротивление с при нормальной температуре н е менее 0,3мкОм * м. Металлы выс окой проводимости используются для проводов, токопроводящих жил кабел ей, обмоток электрических м ашин. К таким металлам относятся медь (0,017 мкОм * м), Серебро (0,016 мкОм * м) Алюминий (0,028 мкОм * м) Металлы и сплавы высокого сопротивления применяются для изготовления резисторов электронагревательных приборов, нитей ламп накаливания. К м еталлам и сплавам высокого сопротивления относятся Манганин (0,42-0,48 мкОм * м) , Констант ан (0,48-0,52 мкОм * м), Хромо-никеливые сплавы (1,1-1,2 мкОм * м), Хромо - алюминевые (1,2-1,5 мкОм * м), Ртуть, Свинец, Вольфрам. В 1911 г. нидерланд ский физик X . Камерл ииг-Оннес исследовал электропроводность металлов при весьма низких те мпературах, приближающихся к абсолютному нулю. Он обнар ужил, что при охлаждении до температуры, примерно равной температуре сжи жения гелия, сопротивление кольца из замороженной ртути внезапно, резки м скачком падает до чрезвычайно малого, не поддающегося измерению, значения. Такое явление, т. е. наличие у вещества практичес ки бесконечной удельной проводимости, было названо сверхпроводимостью . Т емпература Т С , при охлажден ии до которой вещество переходит в с верх проводящее состояние, — темпер атурой сверхпроводящего перехода . Вещества, перех одящ ие в сверхпроводящие состояние, — сверхпроводниками. Явление сверхпроводимости связано с тем, что электрический ток, однажды наведенный в све рхпроводящем контуре, будет дли тельно (годами) циркулировать по этому контуру без заметного уменьшения своей силы, и притом без всякого подвода энергии из вне . В настоящее время известно уже 35 сверхпроводниковых металлов и бол ее тысяч сверхпроводник овых сплавов и химических соеди не ний различных элементов. В то же время многие вещества, в том числе и такие, обладающие весьма малыми з начениями с при нормально й температуре , металлы как с еребро, медь, золото, платина и другие, при наиболее низких достигнутых в настоящее время температурах (около миллик ельвина) перевести в сверхпрово дящее состояние не удалось. Исполь зующиеся в практике полупроводники могут быть подразделены на простые полупроводники (их основн ой состав образован атомами одного химического элемента) и сложные полупроводниковые композиции, основной состав которых образован атомами двух или большег о числа химических элементов. В настоящее время изучаются также стеклообразные и жидкие полупроводники. Простые полуп роводник и , это : Бор, Кремний, Германий, Фосфор, Мышьяк, С елен, Сера, Теллур, Йод. Сложными полупроводниками являются соединения элементов различных групп таблицы Менделеева, соответствующие общим формулам A IV B , IV (например, SiC ), A III B V ( InSb , GaAs , GaP ), A II B IV ( CdS , ZnSe ), а также некоторые оксиды ( CU 2 O ). К пол упроводниковым композициям можно отнести матери алы с полупроводящей или проводящей фазой из карбида кремния и графита, сцепленных керамической или другой связкой. В совреме нной технике особое значение приобрели кремний, германий и частично сел ен , применяемый для изготовления диодов, триодов и других полупроводниковых приборов . Терморезистор ы (термисторы) изготовляют в виде стерженьков, пластинок или таблеток ме тодами керамической технологии. Сопротивление и другие свойства термо резисторов зависят не только от— состава, но и от крупности зерна, от тех нологического процесса изготовления: давления при пре ссовании (если полупроводник бе рут в в иде порошка) и температур ы обжига. Терморезисторы исполь зуются для измерения, регулиро вания температуры и термокомпен сации, для стабилизации напряжения, ограничения импульсных пусковых токов, из мерения т еплопроводности жидкостей, в ка честве беско нтактных реостатов и токовых реле времени. Из полупроводниковой керамики, обладающей точкой Кюри, изготовляются т ерморезисторы, отличающиеся от всех других терморезисторов тем, что име ют не отрицательный, а очень большой положительный температурный коэфф ициент сопротивления (свыше +20 % /К) в узком интервале температур (около 10 °С). Такие терморезисторы называют позисторами. Их изготовляю т в виде дисков небольшой толщины и предназначают для контроля и регулир ования температуры, использования в си стемах пожарной сигнализации, п редохр анения двигателей от пере грева, ограничения токов , измерения потоков жидкосте й и газов. Полупроводниковые оксиды используются в основно м для изготовления терморезисторов с большим отрицательным температур ным коэффициентом удельног о сопротивления [— (З-4) % /К ] . Для запом инающих устройств вычислительной техники применяются ферриты, обладающие прямоугольной фор мой петли гистерезиса. Основным из параметров изделий этого типа являет ся коэффициент прямоугольн ости петли гистерезиса К п представляющий собой отношение остаточной индукции В т к максимальн ой индукции В макс К п = В т / В макс Для изготовления сердечников трансформаторов ис пользуют магнитомягкие материалы в виде набора тонких, изолированных д руг от друга, листов. Данная конструкция сердечник а трансформатора позволяет значительно уменьшит ь потери на вихревые токи (т оки Фуко). Магнитотверды е материалы используют в основном для изготовления постоянных магнито в. По составу, состоянию и способу получения магнито твердые материалы подразделяют на: 1) легированные мартенситные стали, 2) литые магнитотвердые сплавы, 3) магниты из порошков, 4) магнитотвердые ферриты, 5) пластически деформируемые сплавы, 6) магнитные ленты. Характ еристиками материалов для постоянных магнитов служат коэрцитивная сил а, остаточная индукция и максимальная энергия, отдаваемая магнитом во вн ешне е пространство. Магнитная прони цаемость материалов для постоя нных ма гнитов ниже, чем магнито мягких материалов, причем, чем выше коэрцитивная сила, тем меньше магнитная проницаемость. Наибо лее простым и доступным материалом для изготовления пос тоянных магнитов являются легированные мартенси тные стали . Они легируются добавками вольфрама, хр ома, молибдена, кобальта. Значение W макс для ма ртенситных сталей составляет 1— 4 кДж/м 3 . Магнитные свойства таких ст а лей гарантируются для мартенситных ст алей после осуще ствления термообработки, специфи чной для каждой марки стали, и пятичасовой структурной стабилизации в кипящей воде. Мартенситные ст али начали применять для производства постоянн ых ма гнитов раньше всех других материалов. В настоящ ее время они имеют ограниченное применение в виду их невысоких магнитных свойств, но полностью от н их не отказываются, так как они дешевы и допускают механическую обработку на металлорежущих станка х. Для работ ы в высокочастотных установках наиболее подходящий материал – магнитотвердый феррит (бариевый феррит) . В отличие от магнитомягких ф еррит ов он имеет не кубическую, а гексагональную кристаллическую решетку с одноосной ани зотропией. Магниты из феррита бария имеют коэрцитивную силу до 240кА/м, одн ако по остаточной индукции 0,38 Тл и запасенной магнитной энергии 12,4 кДж/м 3 они уступают сплавам системы альни. Удельное сопротивление бариевого феррита 10 4 - 10 7 Ом*м, т.е. в миллионы раз выше уд ельного сопротивления литых металлических магнитотвердых сплавов . Высоким электрическим сопротивлением а, следовательно, и малым тангенсом угл а магнитных потерь, обладают металлопластические магниты ( с довольно низкими магнитными свойствами ) , что так же позволяет использовать их в аппаратуре с наличием переменного магнитного поля повышенной частот ы.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- И только когда цены на нефть пошли вверх и рубль стабилизировался, стало понятно - цены в продовольственных магазинах поднимает Обама.
- Но как он это делает?
- Известно как - ночью, он же черный, его не видно.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, контрольная по физике "Классификация электротехнических материалов", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru