Elektrotechnische materialen, eigenschappen en toepassingen

Efficiëntie en duurzaamheid van elektrische machines en installaties afhankelijk van de toestand van de isolatie, elektrische apparaten waarvoor de materialen gebruikt. Zij worden gekenmerkt door een aantal specifieke eigenschappen wanneer deze in een elektromagnetisch veld condities en geïnstalleerd in inrichtingen op basis van deze indicatoren.

Indeling elektrische materialen toestaat verdeeld in afzonderlijke groepen van isolerende, halfgeleidende, geleidende en magnetische materialen die de hoofdproducten vullen: condensatoren, geleiders, isolatoren en halfgeleiderelementen klaar.

Materialen als afzonderlijke magnetische of elektrische velden werken met specifieke eigenschappen en zijn tegelijkertijd blootgesteld worden aan verschillende stralingen. Magnetische materialen gewoonlijk verdeeld in zwakmagnetische stoffen en magnetische stoffen. In de elektrische techniek meest gebruikte sterke magnetische materialen.

materiaalkunde

Het materiaal wordt de stof, gekenmerkt door onderscheiden van andere doelen van de chemische samenstelling, eigenschappen en structuur van moleculen en atomen. De stof is in één van vier toestanden: gasvormig, vast, vloeibaar of plasma. Elektrische en structurele materialen uit te voeren om een verscheidenheid aan functies te installeren.

Geleidende materialen zenden elektronenstroom componenten diëlektrische isolatie. Toepassing van de weerstandselementen omzetten van elektrische energie in warmte, de constructiematerialen producten behouden hun vorm, bijvoorbeeld de behuizing. Elektrische en bouwmaterialen nodig is om niet één maar meerdere functies, zoals een isolator in de elektrische belasting testen, die hem naar constructiematerialen voeren.

Elektrische materialen wetenschap - de wetenschap te maken met de definitie van de eigenschappen, de studie van het gedrag van materie onder invloed van elektriciteit, warmte, koude, magnetische velden en andere wetenschappelijke studies de specifieke kenmerken die nodig is om elektrische machines, apparaten en installaties te bouwen ..

Gidsen

Deze omvatten elektrisch materiaal, die de belangrijkste uitgedrukte geleiding van elektrische stroom. Dit is omdat de massa van een stof altijd aanwezig elektronen zwak gebonden aan de kern en waarbij vrije ladingsdragers. Ze bewegen met de baan van één molecuul naar de andere en het creëren van een stroom. De belangrijkste geleidende materialen als koper, aluminium.

De geleiders Hiervoor kan een elektrische weerstand ρ <10 ^{-5 hebben,} waarbij het materiaal een goede geleider met een indicator 10 ^-8 Ohm * m. Alle metalen met een goede huidige tabel 105 elementen 25 zijn niet alleen metalen, en naar een diverse groep van materialen 12 gedrag elektrische stroom en worden beschouwd als halfgeleiders.

De fysica van elektrische materialen maakt hun toepassing als middelen in gasvormige en vloeibare toestanden. Als het vloeibare metaal bij normale temperatuur wordt alleen toegepast kwik, waarvoor onveranderde vorm. De andere metalen als enige geleiders vloeistof in een verwarmde toestand. Voor afgewerkte geleiders en de geleidende vloeistof, bijvoorbeeld elektrolyt. Belangrijke eigenschappen van de geleiders, waardoor het onderscheiden afhankelijk van de mate van elektrische geleiding worden warmtegeleidingsvermogen kenmerken beschouwd en het vermogen om warmteopwekking.

diëlektrische materialen

Ongelijksoortige geleiders en diëlektrische massa bevat een klein aantal vrije elektronen langwerpige vorm. De belangrijkste eigenschap van de stof is de mogelijkheid om de polariteit van het elektrische veld te ontvangen. Dit verschijnsel wordt verklaard door het feit dat onder invloed van elektriciteit gerelateerde kosten worden bewogen richting werkende krachten. De verschuivingsafstand is groter, hoe hoger de elektrische veldsterkte.

Elektrische isolatiematerialen hoe dichter bij het ideale kleiner dan de index geleidbaarheid en minder uitgesproken dan de mate van polarisatie, die een aanwijzing van dispersie en thermische energie verdeling geeft. De geleidbaarheid van het diëlektricum is gebaseerd op de actie van een kleine hoeveelheid vrije dipolen door met de werking van het veld. Na polarisatie, de diëlektrische substantie vormen met verschillende polariteit, d.w.z. twee ladingen van verschillende tekens gevormd op het oppervlak.

Toepassing diëlektrica meest uitgebreid in elektrische, omdat het gebruik van actieve en passieve element kenmerken.

Om het actieve materiaal, met eigenschappen die geschikt zijn voor het management, onder andere:

• pyroelectrics;
• electroluminophors;
• piezoelectrics;
• ferro-elektrische materialen;
• elektrets;
• materialen voor stralers in de laser.

Elementaire elektrische materialen - passieve diëlektrische eigenschappen, wordt gebruikt als isolatiemateriaal en condensatoren van het gebruikelijke type. Zij kunnen de twee delen van de elektrische schakeling los van elkaar en voorkomen dat de overloop van elektrische ladingen. Aangezien hun isolering via de stroomvoerende delen van elektrische energie wordt uitgevoerd wordt in de grond of aan het huis.

gescheiden door een isolator

In organische en anorganische diëlektrische materialen zijn verdeeld, afhankelijk van de chemische samenstelling. Anorganische diëlektrica geen koolstof in de samenstelling bevat, terwijl de organische vormen primaire carbonelement. Anorganische stoffen zoals keramiek, mica, een hoge mate van warmte.

Elektrisch materiaal op een werkwijze voor het produceren onderverdeeld in natuurlijke en kunstmatige diëlektrica. Het brede gebruik van synthetische stoffen berust op het feit dat productie mogelijk maakt om het materiaal de gewenste eigenschappen geven.

Volgens de structuur van moleculen en moleculaire lattice diëlektrica verdeeld in polaire en niet-polaire. De laatste wordt ook wel neutraal. Het verschil is dat de atomen en moleculen voorafgaand aan hun werking op de elektrische stroom of geen elektrische lading. K een neutraal groep omvat Teflon, polyethyleen, mica, kwarts en andere. De polaire dielektrica bestaan uit moleculen met een positieve of negatieve lading, een voorbeeld polyvinylchloride, bakeliet.

diëlektrische eigenschappen

Als diëlektrica verdeeld in gasvormige, vloeibare en vaste stof. De meest gebruikte vaste elektrische materialen. Hun eigenschappen en toepassingen geëvalueerd met behulp van parameters en kenmerken:

• een volumeweerstand;
• diëlektrische permittiviteit;
• oppervlakteweerstand;
• de thermische permeabiliteit;
• diëlektrisch verlies tangens van de hoek gecodeerd;
• sterkte van het materiaal onder invloed van elektriciteit.

Volumeweerstand afhankelijk van het vermogen van een materiaal om lekkage daarop constante waarde huidige weerstaan. Indicator inverse weerstand genoemd geleidingsvermogen.

Oppervlakteweerstand wordt bepaald door het vermogen van het materiaal om de constante stroom op het oppervlak weerstaan. Oppervlaktegeleidbaarheid is het omgekeerde van de voorgaande figuur.

De thermische permeabiliteit geeft de mate van verandering in de soortelijke weerstand nadat de temperatuur van de stof. Typisch is de weerstand afneemt met toenemende temperatuur, daarom is de coëfficiënt negatief is.

De diëlektrische constante bepaalt de elektrische toepassing van materialen in overeenstemming met het vermogen van het materiaal om elektrische capaciteit te creëren. Maat voor de relatieve diëlektrische constante van de diëlektrische onder het begrip absolute permeabiliteit. Veranderende isolatievermogen indicator getoond voorgaande thermische permeabiliteit coëfficiënt, die tegelijkertijd wordt een toename of afname in capaciteit met een verandering in temperatuur.

Tangens van diëlektrisch verlies hoek geeft de mate van verlies van de netspanning ten opzichte van het diëlektrische materiaal onderworpen aan een elektrische wisselstroom.

Gekenmerkt Elektrotechnische diëlektrische indicator, die de mogelijkheid onder spanning vernietigen van de stof bepaalt. Het identificeren van de mechanische sterkte van een aantal tests om de index maximum druksterkte, treksterkte, buiging, torsie, stoten en breuk vast te stellen.

Fysische en chemische eigenschappen van diëlektrica

In diëlektrica bevatten een aantal vrijgegeven zuren. De hoeveelheid kaliumhydroxide in mg nodig om zich te ontdoen van verontreinigingen in 1 g stof wordt zuurgetal genoemd. Zuren vernietigen organische materialen hebben een negatief effect op de isolerende eigenschappen.

Karakteristieke elektrische materialen aangevuld viscositeitscoëfficiënt of wrijving, waaruit de mate van stroming van materie. Viscositeit bestaat uit voorwaardelijk en kinematische.

Mate van wateropname wordt bepaald afhankelijk van de watermassa geabsorbeerd door het testelement grootte dagen na onderdompeling in water bij een vooraf bepaalde temperatuur. Deze karakterisering geeft de porositeit van het materiaal, het verhogen van de index verslechtert de isolerende eigenschappen.

magnetische materialen

Prestatie-evaluatie van de magnetische eigenschappen zijn de zogenaamde magnetische eigenschappen:

• Magnetische absolute permeabiliteit;
• magnetische relatieve permeabiliteit;
• warmteuitzettingscoëfficiënt magnetische permeabiliteit;
• maximale energie magnetisch veld.

Magnetische materialen zijn onderverdeeld in hard en zacht. De zachte elementen worden gekenmerkt door geringe verliezen achterblijvende grootte van magnetisatie van het lichaam werkende magneetveld. Ze zijn meer doorlaatbaar is voor het magnetische golven een kleine coërcitiekracht en een hoge verzadigingsinductie. Hun gebruik bij de inrichting van het elektromagnetische machines en mechanismen, magnetische schermen of andere inrichting waarin het noodzakelijk magnetisatie met een zuinige voorbehoud. Deze omvatten pure elektrolytisch ijzer, ijzer - Armco, permalloy, elektrische stalen platen, nikkel-ijzer legeringen.

Vaste materialen worden gekenmerkt door een significant verlies achterblijvende mate van magnetisatie van het uitwendige magnetische veld. Die eenmaal magnetische pulsen, zoals elektrische materialen en producten zijn gemagnetiseerd, en voor een lange tijd om de opgeslagen energie te houden. Ze hebben een hoge coërcitiekracht en hoge overblijvende inductie capaciteit. Elementen met deze eigenschappen worden gebruikt voor de vervaardiging van stationaire magneten. Vertegenwoordigers van elementen legeringen op basis van ijzer, aluminium, nikkel, kobalt, silicium componenten.

magnetodielectrics

Het gemengde materiaal, 75-80% in de samenstelling die het magneetpoeder wordt de massa organische hoogpolymere rest vol diëlektricum. Y ferrieten en ferrieten verhoogde waarden volumeweerstand, kleine wervelstroomverliezen, waardoor hun toepassing bij hoogfrequente technologie maakt. Ferrieten zijn stabiel indicatoren verschillende frequentie gebieden.

Veld met behulp van ferromagneten

Ze worden het meest effectief gebruikt om een kern van transformatorspoelen creëren. Toepassing van het materiaal maakt het mogelijk om hoog oplopen het magnetische veld van de transformator, zonder de huidige waarde van geweld veranderen. Dergelijke insertie van het ferriet spaart vermogen tijdens bedrijf van de inrichting. Elektrische materialen en apparatuur na het externe magnetische invloed wil behouden magnetische eigenschappen, en onderhoudt een veld in de aangrenzende ruimte.

Elementaire stromen niet voorbij na uitschakelen van de magneet, waardoor een standaard permanente magneet die effectief werkt op de koptelefoon, telefoons, meetinstrumenten, passers, geluidsopname apparaten. Zeer populair in het gebruik van permanente magneten, niet elektrisch geleidend. Verkregen verbinding ijzeroxiden met diverse andere oxiden. Lodestone verwijst naar ferriet.

halfgeleidermaterialen

Deze elementen zijn die een geleidingswaarde die in het interval van deze index voor geleiders en diëlektrica hebben. De geleidbaarheid van deze materialen is afhankelijk van de aanwezigheid van onzuiverheden in gewicht, externe effecten en richtingen van interne defecten.

Kenmerken van elektrotechnisch materiaal halfgeleiders groep sterk verschillende van elkaar elementen op de roosterstructuur, samenstelling en eigenschappen. Afhankelijk van deze parameters, worden de materialen ingedeeld in 4 types:

1. Elementen bevat die een enkel species: silicium, fosfor, boor, seleen, indium, germanium, gallium, en anderen.
2. Materialen die metaaloxiden uit - koperoxyde, cadmium, zink en andere.
3. De materialen in de gecombineerde groep antimonide.
4. Organische materialen - naftaleen, antraceen, en anderen.

Afhankelijk van het rooster bestaat uit polykristallijne halfgeleidermaterialen monokristallijne elementen. Kenmerken van elektrische materialen die hen in staat stelt om te delen in de niet-magnetische en zwak. Onder de componenten van magnetische onderscheiden halfgeleiders, geleiders en niet-geleidende elementen. Duidelijke verdeling is moeilijk uit te voeren, aangezien veel materialen zich anders gedragen in een veranderende omgeving. Bijvoorbeeld kan de werking van bepaalde halfgeleiders bij lage temperaturen vergeleken met het effect van de isolatoren. Die diëlektrica door het verwarmen van werk als halfgeleiders.

composietmaterialen

Materialen die niet zijn verdeeld over de werking en samenstelling, genaamd composietmaterialen, maar ook elektrische materialen. Hun eigenschappen en toepassingen vanwege een combinatie van materialen die bij de vervaardiging. Voorbeelden zijn glasvezel plaatonderdelen, glasvezel, mengsels van geleidende en vuurvaste metalen. Het gebruik van mengsels gelijkwaardige krachten openbaart materiaal en toepassen op hun bestemming. Soms is een combinatie van samengestelde componenten leidt tot de creatie van een geheel nieuw element aan de andere eigenschappen.

filmmaterialen

Meer ruimte voor elektrische folies en zelfklevende tapes hebben opgedaan als elektrische materialen. De eigenschappen die verschillen van andere diëlektrica flexibiliteit, voldoende mechanische sterkte en uitstekende isolerende eigenschappen. De dikte van het product varieert afhankelijk van het materiaal:

• laagdikte van 6-255 micron doen, loslaatband 0,2-3,1 mm;
• polystyreen producten in de vorm van tapes en films gemaakt 20-110 micron;
• dik polyethyleen tape gemaakt 35-200 m, een breedte van 250 tot 1500 mm;
• fluorkunststof laagdikte is 5 tot 40 micron, een breedte van 10-210 mm worden overwogen.

Indeling van elektrische materialen van de folie maakt het mogelijk om twee types onderscheiden: en niet-georiënteerde film. Het eerste materiaal wordt het meest gebruikt.

Coating materialen voor elektrische isolatie

Oplossingen van stoffen die tijdens het stollen film zijn moderne elektrische apparatuur. Deze groep omvat asfalten, drogende oliën, harsen, cellulose-esters of verbindingen en combinaties van deze componenten. Omzetting van een viskeuze bestanddeel in isolator optreedt na verdamping van het oplosmiddel neergeslagen massa en het vormen van een dichte film. Bij wijze van aanbrengen van de folie bestaat uit lijm, coating en impregnatie.

Impregneren vernissen voor elektrische wikkelingen teneinde de thermische geleidbaarheid en weerstand tegen vocht te verhogen. Aflak boven een beschermlaag tegen vocht, koude, olie, oppervlakte winden, kunststof isolatie maken. Lijmcomponenten staat lijm mica met andere materialen.

Verbindingen voor elektrische isolatie

Deze materialen hebben een vloeibare oplossing op het moment van gebruik, gevolgd door harding en harding gepresenteerd. Stoffen met het kenmerk dat de samenstelling geen oplosmiddelen bevat. De verbindingen behoren ook tot de groep "elektrisch materiaal". Formulieren zijn hun gieten en impregneren. Het eerste type wordt gebruikt voor het vullen van holten in Kabelkoppelingen en de tweede groep wordt gebruikt voor het impregneren van de motorwikkelingen.

Verbindingen produceren thermoplastische ze zacht na de temperatuurstijging en thermohardende standvastig behoud van de vorm van stolling.

Geïmpregneerde vezelachtige isolatiematerialen

Voor de productie van dergelijke materialen met behulp van organische vezels en synthetische componenten. Natuurlijke plantaardige vezels van zijde, linnen, hout Remaking in de materialen van organische oorsprong (vezel, doek, karton). Vochtigheid van dergelijke isolatoren varieert van 6-10%.

Organische materialen van kunststof (nylon) De vochtige slechts 3-5%, zoals verzadiging van vocht en anorganische vezels (glasvezel). Anorganische materialen worden gekenmerkt door een onvermogen te vuren op aanzienlijke verwarming. Als de materialen om email of lakken, de brandbaarheid toeneemt weken. Levering van elektrische materialen worden in de vervaardiging van elektrische machines en apparaten.

Leteroid

Een dunne vezel wordt geproduceerd in vellen en opgerold tot een rol voor transport. Het gebruikt als materiaal voor het vervaardigen van isolerende pakkingen, gevormde diëlektrische ringen. Geïmpregneerd met asbest en asbestkarton van chrysotiel, splitsen in vezels. Asbest is bestand tegen alkalische omstandigheden, maar breekt in een zuur.

Tot slot dient te worden opgemerkt dat met het gebruik van moderne materialen voor de isolatie van elektrische apparatuur levensduur is aanzienlijk toegenomen. Voor installaties gebouwen te gebruiken materialen met geselecteerde eigenschappen die het mogelijk maken voor de productie van nieuwe functionele materialen met verbeterde prestaties.