МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

ЗАБАЙКАЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА -

филиал государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Иркутский государственный университет путей сообщения» в г. Чите

(ЗабИЖТ ИрГУПС)

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Задание на контрольную работу

с методическими указаниями

для студентов I I курса

Специальности

190401.65 ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ и

190402.65 «АВТОМАТИКА, ТЕЛЕМЕХАНИКА, СВЯЗЬ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ»

Чита 2011

УДК 621. 3.027.3

ББК. 31.261

К

Коробков Г.В. Задание на контрольную работу с методическими указаниями для студентов II курса специальности 190401.65 - «Электроснабжение железных дорог» и 190402.65 «Автоматика, телемеханика, связь на железнодорожном транспорте». - Чита: ИрГУПС, ЗабИЖТ, 2011 - с.

Контрольная работа содержат задание из 4 задач по курсу «Электротехнические материалы» соответствующих рабочей программе дисциплины. Каждая задача содержит исходные данные по вариантам, и методические указания к решению задач.

ВВЕДЕНИЕ

Уровень развития любой области техники в значительной мере определяется уровнем развития техники производства материалов.

В связи с широким применением высоких напряжений, частотой, возможностью работы электрооборудования при повышенных и низких температурах, высокой влажности, под воздействием вибраций, радиоактивного излучения требования к свойствам электротехнических материалов возрастают.

В устройствах электроснабжения железнодорожного транспорта повсеместно используются различные виды электротехнических материалов. Правильное их использование позволяет надежную долговечную работу устройств электрифицированных железных дорог.

Для правильного применения и эксплуатации электротехнических материалов необходимо знать их свойства и особенности. В соответствии с учебным планом студенты-заочники специализации 190401.65 «электроснабжение железных дорог» и 190402.65 «Автоматика, телемеханика, связь на железнодорожном транспорте» изучают дисциплину «Электротехнические материалы» и выполняют по ней контрольную работу.

При выполнении контрольной работы необходимо учитывать следующие требования:

1. Текст задания (условия задачи) должен быть переписан в контрольную работу полностью, без пропусков и сокращений, со всеми числовыми значениями для своего варианта.

2. Расчетную часть каждой задачи следует сопровождать краткими и четкими пояснениями.

3. При решении задач необходимо пользоваться Международной системой единиц СИ.

4. Все задачи должны решаться в общем виде, и числовые значения следует подставлять только в окончательно преобразованные выражения. После численных значений электрических величин должны быть указаны единицы измерения, например: 10 А, 1000 В, 10Вт, 100 Гц, 1 Т, 10 А/м.

5. Контрольная работа должна быть написана ручкой, аккуратно, с оставлением полей шириной не менее 30 мм.

6. Все графические построения нужно делать карандашом, на миллиметровке, пользуясь утвержденным ГОСТом. Кривые и графики следует пронумеровать, их размеры должны быть не менее 10 Х 10 см.

7. В конце работы должны быть указаны: список литературы, которая использовалась при решении задач, дата выполнения работы, поставлена подпись студента.

Задача 1

К образцу прямоугольной формы из диэлектрического материала размерами а * b и толщиной h приложено постоянное напряжение. Напряжение подводится к граням ab, покрытым слоями металла.

Известны: удельное объемное сопротивление  , удельное поверхностное сопротивление  _s, диэлектрическая проницаемость  , тангенс угла диэлектрических потерь tg .

Требуется определить:

Ток утечки, мощность потери, удельные диэлектрические потери, удельные диэлектрические потери при включении образца на переменное напряжение с действующим значением U при частотах f₁, f₂, f_3.

Числовые значения заданных величин указаны в табл.1.

Таблица 1.

Величина и единица измерения	Номер варианта
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
по предпоследней цифре шифра
а, мм	200	250	300	350	400	450	500	550	600	650
b, мм	100	150	200	250	300	150	400	450	500	550
h, мм	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9
U, кВ	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4
f1, Гц	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
f2, кГц	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
f3, МГц	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,4	0,8	0,9	1,0
по последней цифре шифра
	1,95	2,0	2,05	2,1	2,15	2,2	2,25	2,3	2,35	2,4
.1016, Ом.м	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0
s.1016, Ом	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
tg . 104	2,1	2,2	2,3	2,4	2,5	2,6	2,7	2,8	2,9	3,0

Методические указания к решению задачи 1.

В цепях постоянного напряжения через диэлектрик длительно протекает незначительный ток, обусловленный движением свободных зарядов. Он называется сквозной проводимости I_{с к,} или током утечки. Ток утечки равен сумме объемного I_v и поверхностного I_s токов. Токи I_v и I_s определяются величиной приложенного напряжения и сопротивлением диэлектрика, объемным или поверхностным соответственно. Объемное сопротивление образца прямоугольной формы вычисляется по формуле

R_v=

Поверхностное сопротивление

R_s = _s

Мощность потерь в диэлектрике обычно относят к единице его объема и выражают в Вт/м³.

При включении образца на переменное напряжение диэлектрические потери пропорциональны емкости. Емкость следует находить по формуле для плоского конденсатора. Более подробно материал по данной теме изложен в (1, с.30-33,43,48).

Задача 2

В табл. 2 для каждого варианта даны два различных проводниковых материала.

Таблица 2

Номер	Наименование проводникового материала
варианта	Вариант по предпоследней цифре шифра	Вариант по последней цифре шифра
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9	Кадмиевая бронза Бериллиевая бронза Латунь Натрий Серебро Медь Алюминий Альдрей Железо Биметалл	Вольфрам Молибден Электротехнический уголь Ртуть Станнид ниобия Свинец Манганин Константан Нихром XI5H60 Фехраль XI3Ю4

Дайте определение проводника. Приведите практическую классификацию проводниковых материалов. Назовите основные параметры проводников и кратко поясните их физический смысл. Для заданных материалов приведите числовые значения этих параметров. Кратко опишите сами материалы, укажите основные области их применения.