2. Диэлектрические материалы

Задания

Выберите единственный правильный ответ (со знаком * выберите несколько правильных ответов).

1. Электронная поляризация –

а) свободные электроны в электрическом поле перемещаются и накапливаются, образуя поляризованные области

б) упругое смещение электронных орбит относительно положительно заряженного ядра под действием внешнего электрического поля

в) смещение и упорядочение электрических зарядов под действием электрического поля

2. Спонтанная поляризация –

а) когда до приложения внешнего электрического поля образуются поляризованные области-домены

б) ориентация дипольных молекул в направлении внешнего электрического поля

в) когда до приложения внешнего магнитного поля образуются поляризованные области-домены

3. Ионная поляризация –

а) свободные положительные и отрицательные заряды перемещаются по направлению внешнего электрического поля

б) свободные электроны в электрическом поле перемещаются и накапливаются, образуя поляризованные области

в) это смещение друг относительно друга разноименно заряженных зарядов в диэлектриках с кристаллической ионной структурой

4. Дипольно-релаксационная поляризация –

а) смещение друг относительно друга разноименно заряженных зарядов в диэлектриках с кристаллической ионной структурой

б) это когда слабосвязанные ионы вещества под воздействием внешнего электрического поля смещаются на расстояния, превышающие

постоянную решетки

в) поворот дипольных молекул и их смещение в направлении внешнего электрического поля

5. Правильное утверждение

а) Электропроводность твердых диэлектриков связана с направленным перемещением, в основном, ионов, создающихся за счет диссоциации молекул основного материала, и примесей под действием внешних факторов.

б) Электропроводность твердых диэлектриков, в основном, носит электронный характер, то есть обладателями зарядов являются электроны, образующиеся за счет соударения заряженных частиц с поверхностью анода.

в) Электропроводность твердых диэлектриков, в основном, носит ионный характер за счет ионизации молекул примесей под действием внешних факторов.

6. Диэлектрические потери – это

а) рассеянная часть поглощенной диэлектриком энергии, превращенная в тепло

б) резкий скачок тока, а затем уменьшение его до постоянного значения

в) явление образования канала высокой проводимости в диэлектрике, помещенном в электрическое поле

7. Проходящий через диэлектрик ток представляет собой сумму токов:

а) Ī = Ī_емк+ Ī_аб б) Ī = = Ī_аб+ Ī_ск в) Ī = Ī_емк+ Ī_аб+ Ī_ск ,

где Ī_емк – емкостный ток, Ī_аб – ток абсорбции, Ī_ск – сквозной ток

8. Удельное поверхностное электрическое сопротивление

а) ρ_s = R_s· h/d б) ρ_s = R_s· S/b в) ρ_s = R_s· d/h,

при S – площадь электрода; d - ширина электрода;

b – толщина электрода; h – расстояние между электродами;

R_s – поверхностное сопротивление

9. Удельное объемное электрическое сопротивление (R_v)

а) ρ_v = R_v· b/h б) ρ_v = R_v· S/b в) R_v = ρ_v · h/S

10. Электрическая прочность газов при увеличении расстояния между электродами

а) увеличивается б) уменьшается в) не изменяется

11. Электрическая прочность будет больше у

а) керамики, которая состоит из трех фаз: кристаллической, стекломассы и газовой

б) пористой керамики

в) беспористой керамики

12. Электрическая прочность выше относительно сухой бумаги у

а) влажной б) масляной

в) сухой бумаги с загрязненной поверхностью

13. Коэффициент диэлектрических потерь определяется

а) произведением ε ·tgδ б) отношением I_а/I_р

в) произведением U ·I_а

14. Правильный вариант расшифровки формулы ρ_v = R_v ·S/b:

а) ρ_v – удельное поверхностное электрическое сопротивление, Ом;

R_v – поверхностное сопротивление образца диэлектрика,

находящегося между электродами, Ом;

b – расстояние между электродами, м

б) R_v – объемное сопротивление образца постоянному току, Ом;

S – площадь электрода, м²;

b – толщина диэлектрика, м;

ρ_v – удельное электрическое объемное сопротивление, Ом·м

в) R_v – объемное сопротивление, Ом;

S – площадь диэлектрика, м²;

b – высота диэлектрика, м;

ρ_v – удельное электрическое объемное сопротивление, Ом·м

15. Электрическая прочность газов при одном и том же расстоянии между электродами больше при

а) плоских электродах (в однородном поле)

б) конических электродах (в неоднородном поле)

в) электродах плоский–конус (в неоднородном поле)

16. Диэлектрический гистерезис характерен для

а) пьезоэлектриков б) сегнетоэлектриков в) электретов

17. У низкочастотного диэлектрика преобладает

а) дипольно-релаксационная поляризация

б) электронная поляризация в) ионная поляризация

18. Высокочастотный диэлектрик, если

а) tgδ ≈10^-3 б) tgδ ≈10^-2 в) tgδ ≈10^-4

19. Низкочастотный диэлектрик обладает

а) малыми диэлектрическими потерями, то есть tgδ ≈10^-4

б) большими диэлектрическими потерями, то есть tgδ ≈10^-3 – 10^-2

в) большими диэлектрическими потерями, то есть tgδ ≈10^-4

20. Чему равна активная мощность рассеяния Р_а в кабеле сопротивлением изоляции R при постоянном напряжении U?

а) Р_а = U² ·R б) Р_а = U²/R в) Р_а = U ·R

21. Определить удельные диэлектрические потери в плоском конденсаторе, изготовленном из пленки полистирола толщиной b мкм, если на конденсатор подано напряжение U частотой f, для полистирола ε = 2,5; tgδ= 2∙10^-4 ; ε_о = 8,85∙10^-12 Ф/м.

а) Р = Р_а/ V = (U²·2π·f·С·tgδ)/ Sb б) P = U²·2π·f·C·tgδ

в) P =U·2π ·ω·tgδ

22. Каково должно быть номинальное напряжение U_н для испытания воздуха в электрическом поле при коэффициенте запаса прочности K и пробивном напряжении U_пр?

а) U_н = U_пр/ К б) U_н = U_пр·К в) U_н = U² ·K

23. Определить электрическую прочность Е_пр органического стекла толщиной b, если пробой его наступает при напряжении U_пр.

а) U_пр = Е_пр·b б) Е_пр= U_пр·h в) Е_пр= U_пр/ h

24. Если электрическая прочность полиэтилена равна Е_пр, то каково пробивное напряжение полиэтиленовой пленки U_пр толщиной b?

а) U_пр = Е_пр/ b б) U_пр = Е_пр ·b в) U_пр = Е²_пр·b

25. Какова должна быть толщина конденсаторной бумаги h, чтобы она выдержала пробивное напряжение U_пр, если электрическая прочность ее составляет Е_пр?

а) h = Е_пр/ U_пр б) h = U_пр/ Е_пр в) h = Е_пр/ U_пр

26. На поверхности диэлектрика параллельно друг другу расположены два ножевых электрода. Расстояние между электродами равно b, их ширина h. Чему равно удельное поверхностное сопротивление диэлектрика ρ_s , если сопротивление между электродами R_s?

а) ρ_s = R_s ·h/ b б) ρ_s = R_s ·b/ h в) ρ_s = R_s / b·h

27. Две противоположные грани куба, изготовленного из диэлектрического материала сопротивлениями Rv, Rs, покрыты металлическими электродами. Определить сопротивление материала между электродами.

а) R = R_v ·R_s / R_s + 4R _v б) R = R _v + 4R_s в) R = R _v + R_s

28. Каким должно быть расстояние между обкладками воздушного конденсатора h емкостью C? Алюминиевые обкладки имеют площадь S?

а) h = ε ·ε_о ·S/C б) h = C ·S/ε ·ε_о в) h = ε_о ·S/C

29. Определить емкость плоского конденсатора C, в котором в качестве диэлектрика используется слюда (ε_о = 8,85∙10^-12 Ф/м; ε = 7) толщиной b, а обкладки имеют площадь S?

а) C = ε ·ε_о ·S/b б) C = ε ·ε_о ·b/S в) C = ε ·ε_о ·S ·b

30. Определить диэлектрическую проницаемость ε, если емкость модели плоского конденсатора с данным диэлектриком составляет С_Х, а емкость того же конденсатора с воздушным промежутком С_О.

а) ε = С_Х ·С_О б) ε = С_О / С_Х в) ε = С_Х / С_О

31. Определить относительную диэлектрическую проницаемость диэлектрика в составе плоского конденсатора емкостью С, если площадь обкладки S, толщина диэлектрика b (ε_о = 8,85∙10^-12 Ф/м).

а) ε = C ·b/ε_о ·S б) ε = C ·S ·ε_о ·h в) ε = ε_о ·S/C ·h

32. Активные диэлектрики:

а) сегнетоэлектрики, жидкие кристаллы, диэлектрики для оптической генерации

б) органические стекла, текстолит, полистирол

в) фторопласт-4, пьезоэлектрики, электреты, ситалл

33. Пассивные диэлектрики:

а) пьезоэлектрики, жидкие кристаллы, электреты

б) воздух, слюда, бумага

в) полиэтилен, электреты, сегнетоэлектрики

34. Газообразные диэлектрики:

а) плексиглаз, водород, кислород, воздух

б) воздух, азот, аргон, гелий, элегаз

в) озон, неон, ионизированный воздух

35. Неполярные диэлектрики обладают в основном поляризацией:

а) электронной

б) дипольно - релаксационной

в) ионной

36. Полярные диэлектрики наряду с электронной поляризацией обладают:

а) ионно – релаксационной б) дипольно - релаксационной

в) электронно – релаксационной

37. Жидкие диэлектрики:

а) трансформаторное масло, кабельное масло, совол, растительное масло

б) толуол, бензол, компаунд, краска

в) трансформаторное масло, фенолформальдегидная смола, клей

38. Органические диэлектрические материалы:

а) слюда, бумага, ткань, резина

б) полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид, эпоксидная смола

в) фенолформальдегидная смола, капрон, сегнетовая соль, кварц

39. Неорганические диэлектрики:

а) слюда, каучук, керамика, ситалл

б) фторопласт-4, винипласт, компаунды

в) лак, клей, краска, спирт

40. Полимерные материалы:

а) неорганическое стекло, поролон, ситалл

б) керамика, слюда, бумага

в) пластмасса, лаки, эмали, клеи

41. Полимеры –

а) вещества, полученные в результате полимеризации

б) органические диэлектрики, состоящие из очень большого

числа атомов, которые получают из мономеров в процессе

реакции полимеризации или поликонденсации

в) вещества, полученные в результате реакции поликонденсации

42. Термопластичные полимеры характеризуются тем, что

а) нагревание, приводящее к вязко-текучему состоянию, вызывает необратимые изменения их свойств

б) при достаточной выдержке при высокой температуре происходят необратимые процессы, в результате которых они теряют способность плавиться и растворяться, становясь твердыми и механически прочными, а некоторые обугливаются, сгорают

в) нагревание, приводящее к пластическому состоянию, не вызывает необратимых изменений их свойств

43. Пластмассы –

а) твердые материалы, которые полностью или частично состоят из полимеров и формуются в изделия методами, основанными на использовании их пластической деформации

б) высокомолекулярные вещества, которые содержат очень большое количество атомов или простейших молекул, в том числе и углерод

в) высокомолекулярные вещества, получаемые из мономеров при определенной температуре и давлении

44. Слоистые пластики – это

а) газонаполненные пластики

б) полимеры, в которых полимеризация происходит послойно

в) вещества, включающие листы различных материалов, уложенных слоями, предварительно пропитанных синтетическими смолами

45. Лаки –

а) коллоидные растворы пленкообразующих веществ в соответствующих летучих растворителях

б) механические смеси смол, битумов, не содержащие растворителей

в) тонкие пленки органических растворов, которые обладают свойством после экспонирования полимеризоваться и переходить в нерастворимое состояние

46. Компаунды –

а) механические смеси из электроизоляционных материалов, не содержащие растворителей

б) коллоидные растворы пленкообразующих веществ в соответствующих летучих растворителях

в) органические растворы, которые полимеризуются под действием ультрафиолетового излучения и переходят в нерастворимое состояние

47. Керамика –

а) твердый плотный материал, который получают спеканием оксидов металлов, глин и их смесей, а также других тугоплавких соединений

б) аморфные вещества, представляющие собой сложные системы

различных оксидов

в) закристаллизовавшееся стекло

48. Ситаллы –

а) коллоидные растворы пленкообразующих веществ в соответствующих летучих растворителях

б) продукт частичной кристаллизации стекломассы, в которую вводят тонкодисперсные примеси, служащие для образования центров

кристаллизации

в) материалы, включающие три фазы: кристаллическую, стекловидную и газовую

49. Неорганические стекла –

а) твердые материалы, которые полностью или частично состоят из

полимерных соединений и формуются в изделия на основании

пластической деформации

б) твердые материалы, содержащие глину

в) твердые аморфные вещества, представляющие собой сложные

системы различных оксидов, получаемых при быстром охлаждении расплавленных исходных компонентов

50. Слюда –

а) высокомолекулярное вещество, получаемое из мономеров при

определенной температуре и давлении

б) природный кристаллический электроизоляционный материал,

который легко расщепляется на тонкие пластинки по параллельным к друг другу плоскостям

в) материал, который формуется в изделие на основании пластической деформации

51. Сегнетоэлектрики –

а) диэлектрики, которые длительное время создают в окружающем

пространстве электрическое поле за счет предварительной электризации или поляризации

б) материалы, которые обладают спонтанной (самопроизвольной)

поляризацией в определенном диапазоне температур

в) диэлектрики, являющиеся аналогами постоянного магнита

52. Пьезоэлектрики –

а) материалы, которые обладают самопроизвольной поляризацией

б) материалы, которые поляризуются под действием механических

напряжений или изменяют свою форму при изменении напряженности электрического поля

в) твердые, анизотропные кристаллические вещества, обладающие

прямым пьезоэффектом

53. Электреты –

а) твердые анизотропные кристаллические вещества, обладающие

пьезоэффектом

б) диэлектрики, которые длительное время создают в окружающем

пространстве электрическое поле за счет предварительной электризации или поляризации

в) диэлектрики, которые длительное время создают в окружающем

пространстве магнитное поле за счет спонтанной поляризации

54. Диэлектрические материалы для печатных плат:

а) текстолит, гетинакс, стеклотекстолит

б) фторопласт-4, винипласт, капрон

в) фольгированный стеклотекстолит, лавсан, поливинилхлоридный

пластикат

55. Конденсаторные диэлектрики:

а) воздух, каучук, клей, электреты

б) лак, компаунд, резина

в) бумага, слюда, керамика, Ta₂О₅, Аl₂О₃

56. Диэлектрические покрытия, защищающие металлические

поверхности от коррозии:

а) лаки, эмали, масла, компаунды

б) пластмасса, ситалл, пьезокерамика

в) оргстекло, пленка золота, олово

57. Диэлектрические материалы, используемые для упаковки:

а) пластмасса, слюда, бумага, картон

б) поролон, пенопласт, полиэтилен, бумага, картон

в) керамика, плексиглас, дерево, ситалл

58. Диэлектрические материалы для подложек гибридных

интегральных схем:

а) текстолит, фольгированный стеклотекстолит, слюда

б) керамика, ситалл, неорганическое стекло

в) сапфир, кремний, германий, поликор

59. Материалы, применяемые для изоляции монтажных проводов:

а) керамика, поливинилхлоридный пластикат, шелковая пряжа, ситалл

б) поливинилхлоридный пластикат, хлопчатобумажная и шелковая пряжа, резина

в) эмаль, полиэтилен, плексиглас

60. Для изготовления источников ультразвука и систем зажигания используются

а) пьезоэлектрики б) электреты в) сегнетоэлектрики

61. Рабочий диапазон температур для фторопласта-4 (тефлона)

а) от –250 °С до +250 °С б) от –70 °С до +100 °С

в) от –70 °С до +250 °С

62. Рабочий диапазон температур для полиэтилена

а) от –250 °С до +250 °С б) от –70° С до +100 °С

в) от –250 °С до +100 °С

63. Удельная электропроводность диэлектриков с увеличением температуры

а) возрастает линейно б) убывает линейно

в) возрастает по экспоненте г) возрастает до максимума и убывает

64. Диэлектрические потери в постоянном электрическом поле

определяются

а) активной составляющей тока абсорбции

б) током сквозной проводимости

в) реактивной составляющей тока абсорбции

г) током смещения

65. Релаксационные потери в диэлектриках при увеличении

температуры:

а) убывают линейно

б) изменяются по кривой с минимумом

в) изменяются по кривой с максимумом

г) возрастают по экспоненте

66. При дипольно-релаксационной поляризации диэлектриков с увеличением температуры диэлектрическая проницаемость

а) изменяется по кривой с максимумом

б) убывает по экспоненте

в) возрастает линейно

г) изменяется по кривой с минимумом