Глава 1. Классификация электротехнических материалов

Многочисленные материалы, применяемые в электротехнике, весьма разнообразны по своим свойствам, которые и определяют области их использования. Необходимость повышения качества электротехнических материалов и расширение областей их применения в новых условиях эксплуатации обусловливают непрерывный рост их перечня.

Электротехнические материалы — специальные материалы, обладающие свойствами, проявляющимися в электрическом и магнитном полях. Среди них выделяют три группы материалов, оцениваемых по важнейшему свойству — способности проводить электрический ток, которая зависит от удельной электрической проводимости материала (или от обратной ей характеристики — удельного электрического сопротивления).

Проводники обладают высокой удельной электрической проводимостью (малым удельным электрическим сопротивлением) и потому хорошо проводят электрический ток. Таковы металлы и их сплавы, из которых делают жилы проводов и кабелей, токоведущие детали электрических машин и аппаратов. Проводниками являются и сильно ионизированные газы, а также жидкие проводники — электролиты.

Изоляторы (диэлектрики) имеют весьма низкую удельную электрическую проводимость (высокое удельное электрическое сопротивление) и потому плохо проводят электрический ток. Их используют для изолирования друг от друга токоведущих деталей, находящихся под разными электрическими потенциалами, для невозможности протекания токов по цепям, не предусмотренным конструкцией электрической установки. В конденсаторах диэлектрики используют для создания электрической ёмкости. В группу изоляторов входят материалы сотен наименований, среди которых есть твёрдые, жидкие и газообразные, природные и синтетические материалы.

Полупроводники по способности проводить электрический ток занимают промежуточное положение между проводниками и изоляторами: их удельная электрическая проводимость мала для того, чтобы считать их проводниками, но слишком велика, чтобы использовать их как изоляторы. Однако полупроводниковые материалы обладают уникальной способностью изменять свою проводимость под действием электрического поля, света, температуры, механических сил и др. Эти свойства позволяют широко использовать их для изготовления диодов, транзисторов, фоторезисторов и фотоэлементов, терморезисторов и других полупроводниковых приборов, входящих в состав элементной базы современной вычислительной техники, электронной аппаратуры автоматического контроля и регулирования параметров и режимов технологических процессов.

Магнитные материалы составляют ещё одну группу электротехнических материалов, основное свойство которых — способность намагничиваться. Для них характерна высокая магнитная проницаемость. Одни из них легко перемагничиваются во внешнем магнитном поле, другие намагничиваются с трудом, но длительно сохраняют намагниченное состояние. Из первых делают магнитопроводы электрических машин и аппаратов, работающих на переменном токе, экраны для защиты от внешнего магнитного поля, из вторых — постоянные магниты для измерительных приборов.

Конструкционные материалы — это чугуны, стали, алюминиевые сплавы, пластмассы и другие материалы, используемые для изготовления станин, корпусов, иных механических конструкций и фундаментов электроустановок. В эту же группу входят клеи, алебастры, лаки и краски для антикоррозийных покрытий, используемые при монтаже и эксплуатации электроустановок.

Электротехнические свойства конструкционных материалов не являются для них основными. Для них более важны механические свойства, технологичность, коррозионная стойкость, эстетичность.