- •Классификация электротехнических материалов.
- •Проводниковые материалы – общая характеристика, основные требования.
- •Обзор основных групп проводниковых материалов.
- •Требования к физическим свойствам проводниковых материалов.
- •Основные виды проводниковых электротехнических изделий.
- •Потери энергии в проводниковых материалах. Понятие термической стойкости.
- •Поверхностный эффект и его влияние на проводимость изделий
- •Магнитные свойства вещества. Классификация ферромагнитных материалов.
- •Использование ферромагнитных материалов в электротехнике.
- •Основы физической теории ферромагнитизма.
- •Гистерезис ферромагнетиков. Основная кривая намагничивания.
- •Магнитные потери – причины возникновения классификация.
- •Потери на перемагничивание – причины возникновения и зависимости
- •Потери от вихревых токов – причины возникновения и зависимости.
- •Магнитомягкие материалы – применения и основные требования.
- •Материалы для постоянных магнитов – общие требования.
- •Полупроводниковые материалы – применение и основные требования.
- •Природа проводимости полупроводников материалов.
- •Легирующие добавки и применение полупроводников.
- •Общая характеристика и классификация изоляционных материалов
- •Потери энергии в диэлектриках
- •23. Объемная и поверхностная проводимость диэлектриков.
- •Температурное старение изоляционных материалов
- •Старение изоляционных материалов под действием напряжения.
Требования к физическим свойствам проводниковых материалов.
температура плавления,
температура кипения,
плотность,
теплоёмкость,
теплопроводность,
электропроводность,
Основные виды проводниковых электротехнических изделий.
Проволока
Провода
Кабельные наконечники
Шины
Трубы
Ленты
Токопроводящие жилы
Потери энергии в проводниковых материалах. Понятие термической стойкости.
Энергия в проводниковых материалах тереятся в связи с дэфектом материала. Она переходит в тепло. Но есть проводнки (сверпроводники) в которых нет потерь из-за низких температур (цена, машины должны быть тоже низкой температуры).
термическая стойкость, способность огнеупорных и др. хрупких материалов противостоять, не разрушаясь, термическим напряжениям (См. Термические напряжения), обусловленным изменением температуры при нагреве или охлаждении. Т. зависит от коэффициента термического расширения и теплопроводности материала, его упругих и др. свойств, а также от формы и размеров изделия. На этих зависимостях основаны формулы расчёта коэффициентов и критериев Т. На практике Т. оценивают обычно числом теплосмен (циклов нагрева и охлаждения), выдерживаемых образцом (изделием) до появления трещин, частичного или полного разрушения, либо температурным градиентом, при котором возникают трещины.
Поверхностный эффект и его влияние на проводимость изделий
Сущность этого явления заключается в следующем. Как известно, магнитные линии поля прямолинейного проводника имеют форму концентрических окружностей. Магнитное поле образуется как внутри проводника, так и в пространстве, окружающем проводник. Прямолинейный проводник с током мы можем разбить на отдельные нити тока, параллельные друг другу. Чем ближе такая нить лежит к оси самого проводника, тем больший магнитный поток, замыкающийся внутри проводника, ее охватывает.
Индуктивность нити тока и индуктивное сопротивление пропорциональны магнитному потоку, сцепленному с ней. Поэтому внутренние нити проводника, по которым проходит переменный ток, имеют большее индуктивное сопротивление, чем наружные периферийные нити. Последнее вызывает неравномерное распределение тока по сечению проводника, так что плотность тока будет возрастать от оси к поверхности проводника. Это явление называется поверхностным эффектом. Неравномерное распределение плотности тока приводит к увеличению сопротивления проводника. Сопротивление проводника переменному току с учетом поверхностного эффекта мы назвали активным сопротивлением в отличие от сопротивления (омического), которое оказал бы этот проводник постоянному току. При стандартной частоте 50 гц, небольшом сечении и медных проводах явление поверхностного эффекта сказывается слабо. При высокой частоте, большом сечении и железных проводах оно значительно.
Магнитные свойства вещества. Классификация ферромагнитных материалов.
Свойства:
Начальная магнитная проницаемость н - значение магнитной проницаемости при малой напряженности поля.
Максимальная магнитная проницаемость max - максимальное значение магнитной проницаемости, которое достигается обычно в средних магнитных полях.
Из других основных терминов, характеризующих магнитные материалы, отметим следующие.
Намагниченность насыщения - максимальная намагниченность, которая достигается в сильных полях, когда все магнитные моменты доменов ориентированы вдоль магнитного поля.
Петля гистерезиса - зависимость индукции от напряженности магнитного поля при изменении поля по циклу: подъем до определенного значения - уменьшение, переход через нуль, после достижения того же значения с обратным знаком - рост и т.п.
Максимальная петля гистерезиса - достигающая максимальной намагниченности насыщения.
Остаточная индукция Bост - индукция магнитного поля на обратном ходе петли гистерезиса при нулевой напряженности магнитного поля.
Коэрцитивная сила Нс - напряженность поля на обратном ходе петли гистерезиса при которой достигается нулевая индукция.
При каждом цикле перемагничивания часть магнитной энергии, запасаемой в материале (W = BH/2) теряется, т.е. переходит в тепло. Эти потери называются потерями на перемагничивание и они пропорциональны площади кривой гистерезиса. Для материалов, используемых в энергетике, в особенности для трансформаторов, потери энергии желательно уменьшить, т.е. уменьшить площадь кривой. Это может быть достигнуто, если коэрцитивная сила будет как можно меньше.
Классификация:
Магнито мягикие
Магнито твердые