Электронное учебно-методическое пособие по учебной дисциплине Материаловедение для учащихся специальности 2-41 01 31 Микроэлектроника

Установочные провода и шнуры служат для распределения электрической энергии, а также для присоединения электродвигателей, светильников и др. потреби-

телей тока к сети. Токопроводящие жилы установочных проводов и шнуров изготав-

ливают из медной и алюминиевой проволоки. Для обеспечения большей гибкости жилы шнуров и некоторых типов проводов являются многопроволочными.

а – марки ПВ; б марки ППВ( ленточный двухжильный провод); 1 – однопроволочная жила; 2 – изоляция из полихлорвинилового пластика

Рисунок 5 – Провода установочные с изоляцией из полихлорвинилового пластиката

а – марки ПР; б марки ПРГ; 1- однопроволочная жила; 2 – изоляция из вулканизирован-

ной резины; 3 – оплетка из х/б ткани; 4 – многопроволочная жила; 5 – покрытие (обмотка) из про-

резиновой ленты

Рисунок 6 – Установочные провода с резиновой изоляцией

232

Провода и шнуры с полихлорвиниловой изоляцией выпускают без защит-

ных оболочек. Установочные провода выпускают одно-, двух-, трех-, четырех- и

многожильными на напряжение 220, 380, 500, 2000 и 3000 В переменного тока.

Шнуры выпускают двухжильными, т.е. состоящими из двух изолированных и сви-

тых друг с другом жил. Их изготавливают на напряжение до 220 В переменного тока.

Рисунок 7 – Шнур марки ШР с резиновой изоляцией

Маркировка установочных проводов и шнуров складывается из букв и цифр. Первая буква - материал жилы: А - алюминий. При отсутствии этой буквы жила медная; вторая буква: П - провод; ПП - провод плоский; третья и последующие буквы - материал изоляции и защиты: Р - резиновая; В – полихлорвиниловая; П -

полиэтилен; О - изолированные жилы в оплетке из х/б пряжи; Н - негорючая рези-

новая оболочка; Ф - фальцованная (металлическая) оболочка; Г - с гибкой жилой; Д -

провод двужильный; Т - с несущим тросом. Цифровая часть например: 3 х 2,5 , где

3 - количество жил; 2,5 - сечение каждой мм2. В маркировке соединительных шнуров должна присутствовать буква Ш.

Примеры некоторых марок установочных проводов: ПВ (рисунок 5,а) –

установочный провод с медной жилой, изолированной полихлорвиниловым пласти-

ком; АПВ - установочный провод с алюминиевой жилой, изолированной полихлор-

виниловым пластиком; АПП - установочный провод с алюминиевой жилой с поли-

этиленовой изоляцией; ППВ (рисунок 5,б) - установочный провод ленточный (плос-

кий) с медными жилами, уложенными параллельно и заключенными в полихлорви-

ниловую изоляцию; АППВ - то же, но с алюминиевыми жилами; ПР - установочный провод медный с резиновой изоляцией.

233

Кабели. Силовые кабели применяют для передачи и распределения элек-

трической энергии. Токопроводящие жилы изготавливают из мягкой медной прово-

локи (марка ММ), а также из алюминиевой мягкой или твердой проволоки (марки АМ и АТ). В одножильных кабелях применяют жилы круглой формы, в двужиль-

ныхкруглой и сегментной, а в трех- и четырехжильных кабеляхсекторной.

а- круглая неуплотненная жила; б – круглая уплотненная жила; в – секторная

уплотненная жила; г – сегментная уплотненная жила

Рисунок 8 – Многопроволочные жилы кабелей

Для передачи и распределения электрической энергии в установках с напряжением до 500, 3000 и 6000 В переменного тока применяют кабели с резиновой и пластмассовой изоляцией.

На напряжение 1, 3, 6, 20, 35 кВ и выше выпускают силовые кабели с бу-

мажной пропитанной изоляцией.

1 – свинцовая; 2 – поясная изоляция; 3 – покрытие (обмотка) из прорезиненной ленты;

4– изоляция из вулканизированной резины; 5 – медная многопроволочная жила;

6 – междуфазное заполнение

Рисунок 9 – Силовой кабель с резиновой изоляцией в свинцовой оболочке, небронированный (марка СРГ)

234

1 - однопроволочные жилы; 2 – изоляция жил из вулканизированной резины;

3 – оболочка из полихлорвинилового пластиката

Рисунок 10 – Силовой кабель с резиновой изоляцией жил в оболочке из полихлорвинилового пластиката

1 – верхний защитный покров из грубой пропитанной пряжи; 2 – броневой покров из стальных лент; 3 – защитный покров; 4 – свинцовая оболочка; 5 – поясная изоляция; 6 – междуфазное заполнение; 7 – бумажная пропитанная изоляция;

8 – медные многопроволочные жилы

Рисунок 11 – Силовой кабель с бумажной изоляцией жил в свинцовой оболочке, бронированный (марка СБ)

3 Порядок выполнения работы

3.1Изучить справочный материал по расшифровке марок проводниковых

изделий.

3.2Расшифровать предложенные марки проводов.

4 Содержание отчета

4.1Название и цель работы.

4.2Оформленное задание.

235

Практическая работа №4

Определение зависимости сопротивления полупроводников от температуры

1 Цель работы:

-измерить сопротивление полупроводников;

-проанализировать зависимость сопротивления полупроводников от темпе-

ратуры.

2 Теоретическая часть

Значение сопротивления полупроводников определяется концентрацией свободных носителей заряда и их подвижностью.

Подвижность носителей заряда µ есть отношение средней установившейся скорости v направленного движения к напряженности электрического поля Е

В полупроводниках следует различать подвижность электронов µп и по-

движность дырок µр. При наличии двух типов носителей заряда плотность тока

где e – 1,6.10-19 – заряд электрона, Кл;

n0 и р0 - равновесная концентрация электронов и дырок в полупроводнике соответственно, м-3;

µп и µр – подвижность электронов и дырок соответственно, м2/В.с.

Удельная электрическая проводимость собственного полупроводника:

В примесных полупроводниках одним из слагаемых в выражении можно

пренебречь, т.к. подвижность и концентрация неосновных носителей заряда значи-

тельно меньше, чем основных.

237

Подвижность носителей заряда, определяется, прежде всего, их эффектив-

ной массой т, скоростью V и частотой столкновений с узлами и дефектами кристаллической решетки, в целом слабо зависит от температуры. Поэтому сопротивление при изменении температуры в основном определяется концентрацией носителей заряда.

При температуре, стремящейся к абсолютному нулю, все электроны связаны с атомами; в зоне проводимости электронов нет, проводимость равна нулю. При по-

вышении температуры, некоторые электроны начнут переходить в зону проводимо-

сти. Прежде всего, это электроны атомов примеси, которым для перехода в зону проводимости необходимо намного меньше энергии. Следовательно, с ростом тем-

пературы концентрация носителей заряда и проводимость будут возрастать.

Рисунок 1 – График зависимости проводимости полупроводника

от температуры

После некоторого повышения температуры произойдет истощение приме-

си, т.е. все валентные электроны примеси перейдут в зону проводимости, после чего проводимость будет оставаться постоянной до тех пор, пока температура не увели-

чится настолько, на сколько энергия собственных электронов превысит ширину за-

прещенной зоны. Тогда концентрация носителей зарядов начнет резко возрастать за счет собственных электронов, переходящих в зону проводимости (см. рисунок 1,

участок 3-4).

При высоких температурах полупроводники по величине проводимости приближаются к проводникам.

238

Эту зависимость используют для создания полупроводниковых первичных преобразователей температур - терморезисторов. Для этой цели используют полу-

проводники, обладающие высоким значением Т в сочетании с ТКР (в основном окси-

ды металлов).

Исследование влияния температуры на свойства полупроводников основано на установлении зависимости сопротивления полупроводника от температуры. В

данной работе можно исследовать зависимость сопротивления терморези-

сторов от температуры. Терморезистор помещают в термостат жидкостной или сухо-

воздушный. В качестве суховоздушного термостата можно использовать муфельную печь или проволочный резистор на керамическом трубчатом каркасе. Наиболее точ-

ные результаты измерений получают в жидкостном термостате, который представля-

ет собой сосуд с жидкостью (трансформаторное масло, глицерин или другая изоля-

ционная жидкость). Жидкость подогревают электрическим нагревательным элемен-

том 6. Жидкость непрерывно перемешивают мешалкой 5 для обеспечения равно-

мерной температуры. Температуру измеряют термометром 3 со шкалой 100...150°С.

Величину сопротивления терморезистора измеряют двойным мостом 2 типа Р239 (см. рисунок 2).

1- терморезистор; 2- контакты для подключения моста Р239;

3 - термометр; 4 - контакты для подключения сети; 5 - мешалка;

6 - нагревательный элемент; 7 - термостат

Рисунок 2 – Установка для измерения сопротивления терморезисторов

239