- •Ответы к зачёту по Конструкционным и электротехническим материалам:
- •1)Какую частицу называют атомом?
- •2)Какую частицу называют ионом данного атома?
- •3)Какое уравнение является основным уравнением квантовой физики?
- •4)Как называют правильное периодическое расположение частиц, которое имеют кристаллические твёрдые тела?
- •5)Какая геометрическая фигура является элементарной кристаллической решёткой?
- •10)Чем обусловлена природа электрического сопротивления проводниковых материалов?
- •11)Какие материалы обладают наиболее высоким электрическим сопротивлением: диэлектрики, проводники, полупроводники или магнитные материалы?
- •12)Способность к возникновению какого явления является основным электрическим свойством диэлектриков?
- •13)Что такое поляризация диэлектрика?
- •22)Какая величина характеризует скорость поляризации диэлектрика?
- •23)Каков механизм электронной поляризации диэлектрика?
- •24)Каков механизм ионной поляризации диэлектрика?
- •25)Каков механизм миграционной поляризации диэлектрика?
- •26)Что такое ток утечки диэлектрика?
- •27)Какие составляющие имеет ток утечки диэлектрика?
- •28)Чем обусловлен ток абсорбции диэлектрика?
- •29)Чем обусловлен сквозной ток диэлектрика?
- •30)В каком поле (переменном или постоянном) протекает ток абсорбции диэлектрика?
- •49)Как зависит тангенс угла диэлектрических потерь от частоты приложенного напряжения?
- •54)Каков механизм электротеплового пробоя твёрдого диэлектрика?
- •55)Каков механизм электрохимического пробоя твёрдого диэлектрика?
- •56)Сколько раз твёрдая изоляция может быть подвергнута электрическому пробою?
- •57)Сколько раз жидкий диэлектрик может быть подвергнут электрическому пробою?
- •58)Сколько раз газообразный диэлектрик может быть подвергнут электрическому пробою?
- •59)Что такое частичные разряды?
- •60)Какой вид содержания влаги в трансформаторном масле является основным фактором, вызывающим его электрический пробой: раствор, эмульсия или осадок на дне сосуда?
- •66)При какой форме электродов электрическая прочность воздуха минимальна: плоскость – плоскость, шар – шар, игла – плоскость или плоскость – шар?
- •67)Как зависит электрическая прочность газа от давления?
- •87)Какова область применения пвх?
- •88)Какой полимер является наиболее химостойким?
- •89)Какой из материалов не является волокнистым материалом: древесина, канифоль, лакоткань или фибра?
- •90)Какой класс нагревостойкости имеет древесина в непропитанном и пропитанном состоянии?
- •91)Для чего пропитывают древесину?
- •96)В чем разница между вискозным, ацетатным и натуральным шелком?
- •118)Какое устройство применяют в силовых трансформаторах для регенерации трансформаторного масла?
- •120)Какие два основных компонента входят в состав лака?
- •121)Чем отличается компаунд от лака?
- •122)Какие бывают лаки?
- •123)Какие бывают компаунды?
- •137)Где применяют антимонид индия и арсенид галлия?
- •138)Какой полупроводник наиболее распространён в электронике?
- •139)Что такое полупроводниковый варистор?
- •140)Как классифицируются проводниковые материалы по степени проводимости?
- •141)Как записывается закон Ома в дифференциальной форме?
- •142)Как зависит сопротивление проводника от температуры?
- •143)Как рассчитать сопротивление проводника, зная площадь его сечения и длину?
- •144)Какой металл обладает наиболее высокой удельной проводимостью: алюминий, медь, железо или вольфрам?
- •145)Какой металл имеет наименьшую массу при одном и том же объёме: алюминий, медь, железо или вольфрам?
- •146)Какой металл имеет наиболее высокую температуру плавления: алюминий, медь, железо или вольфрам?
- •147)Для проводов высоковольтных лэп применяют композиционный материал на основе: стали и вольфрама, стали и меди, стали и серебра или стали и алюминия?
- •148)Почему медь не рекомендуется соединять с алюминием?
- •149)Какой металл используют для изготовления нитей накаливания в лампах накаливания?
- •150)Что такое явление сверхпроводимости, и каковы условия её возникновения?
- •151)Как взаимодействуют сверхпроводники с магнитным полем?
- •157)Что такое парамагнетики?
- •158)Что такое ферромагнетики?
- •159)В чём физическая сущность относительной магнитной проницаемости?
- •160)Что такое магнитные домены?
- •161)Что такое магнитный гестерезис?
- •162)Какой металл применяют для изготовления магнитопроводов электрических машин?
- •163)Какие два вида потерь энергии бывают в магнитных материалах?
- •164)В чём разница между магнитомягкими и магнитотвёрдыми материалами?
- •165)Для чего применяют магнитомягкие материалы?
- •166)Для чего применяют магнитотвёрдые материалы?
56)Сколько раз твёрдая изоляция может быть подвергнута электрическому пробою?
Ответ: Однажды пробитый твёрдый диэлектрик не может эксплуатироваться в дальнейшем. Пробой твёрдой изоляции в электрической машине, аппарате, кабеле (рис. 9.1) и т. д. означает аварию, выводящую данное устройство из строя и требующую ремонта или замены устройства.
57)Сколько раз жидкий диэлектрик может быть подвергнут электрическому пробою?
Ответ: Пробой жидких диэлектриков обусловлен имеющимися в них примесями. Самым значительным фактором, снижающим электрическую прочность жидких диэлектриков, является влага. Даже небольшое содержание воды в жидком диэлектрике вызывает заметное снижение электрической прочности. Вода может содержаться в нефтяных маслах в трёх формах: в виде раствора, эмульсии и отстоя на дне сосуда. Причем вода может переходить из одной формы в другую. Снижающим фактором является вода, содержащаяся в виде эмульсии. Ток по капелькам воды цепочками может замыкаться между токоведущими частями электрических аппаратов, в которых используется жидкий диэлектрик. При возрастании температуры и переходе эмульсии в раствор электрическая прочность масла будет возрастать вплоть до появления электронов, при которых в силу ионизации, электрическая прочность начнет резко снижаться. Благодаря подвижности частиц, жидкий диэлектрик после пробоя восстанавливает свою электрическую прочность по прошествии некоторого времени.
58)Сколько раз газообразный диэлектрик может быть подвергнут электрическому пробою?
Ответ: Пробой газообразных диэлектриков, например, воздуха (рис.9.2), обусловлен ионизацией газа во внешнем поле. При этом вначале возникает автоионизация, а затем ударная ионизация, термоионизация и фотоионизация, приводящие к появлению электронных лавин и стримера.
59)Что такое частичные разряды?
Ответ: Частичные разряды, ЧР (от англ. Partial Discharge) — электрические разряды, которые происходят в изоляции электрооборудования, обычно возникающие в электрических системах, работающих при напряжении от 3000 В и выше (хотя ЧР могут происходить при более низких напряжениях). Согласно международному стандарту IEC 60270 и ГОСТ 20074-83 частичным разрядом называется локальный электрический разряд, который шунтирует только часть изоляции в электроизоляционной системе. Частичные разряды возникают в пустотах в твердой изоляции (бумажной или полиэтиленовой), в многослойных системах электродов/проводников, имеющих несколько слоев твердой изоляции, а также в пузырьках газа (в случае жидкой изоляции) или вокруг электродов в газе (коронный разряд) и в большинстве случаев представляют собой воздушные или масляные промежутки в изоляции.
60)Какой вид содержания влаги в трансформаторном масле является основным фактором, вызывающим его электрический пробой: раствор, эмульсия или осадок на дне сосуда?
Ответ: Трансформаторное масло, - очищенная фракция нефти, получаемая при перегонке, кипящая при температуре от 300 0С до 400 0С. В зависимости от происхождения нефти обладают различными свойствами и эти отличительные свойства исходного сырья отражаются на свойствах масла. Оно имеет сложный углеводородный состав со средним весом молекул 220-340 а.е., и содержит следующие основные компоненты.
1. Парафины |
10-15% |
2. Нафтены или циклопарафины |
60-70% |
3. Ароматические углеводороды |
15-20% |
4. Асфальто-смолистые вещества |
1-2 % |
5. Сернистые соединения |
< 1% |
6. Азотистые соединения |
< 0.8% |
7. Нафтеновые кислоты |
<0.02% |
8. Антиокислительная присадка (ионол) |
0.2-0.5% |
Каждый из компонентов масла играет определенную роль при эксплуатации. Парафины и циклопарафины обеспечивают низкую электропроводность и высокую электрическую прочность. Ароматические углеводороды уменьшают старение масла и увеличивают стойкость к частичным разрядам в объеме масла. Асфальто-смолистые, сернистые, азотистые соединения и нафтеновые кислоты являются примесями и не играют положительной роли. Асфальто-смолистые соединения ответственны за возникновение осадка в масле и за его цвет. Сернистые, азотистые соединения и нафтеновые кислоты ответственны за процессы коррозии металлов в трансформаторном масле.
61)Что такое автоионизация газа?
Ответ: Автоионизация - это вырывание электрона из молекулы за счет действия сильного электрического поля.
62)Что такое ударная ионизация газа?
Ответ: Ударная ионизация - это увеличение числа электронов и ионов в разрядном промежутке за счет столкновения электронов с повышенной энергией с нейтральными молекулами.
63)Что такое фотоионизация газа?
Ответ: Фотоионизация – это выбивание электронов фотонами при энергии фотона не меньше чем энергия ионизации.
64)Что такое стример?
Ответ: Стример – это явление распространения с высокой скоростью в разрядном промежутке электропроводящего и светящегося плазменного канала.
65)Что такое электрическая дуга?
Ответ: Электрическая дуга – разновидность электрического разряда в газе, по форме существования вещества считается плазмой. Рассмотрим несколько случаев возникновения электрической дуги. Если взять два электрода, поместить их в воздухе на определенном расстоянии, подать на них напряжение, которое постепенно увеличивать, то на определенном значении напряжения произойдет пробой воздушного промежутка между электродами, при этом будет гореть электрическая дуга.
