2 Програма заняття

2.1 Вивчити класифікацію і призначення електроізоляційних матеріалів.

2.2 Вивчити класифікацію і призначення провідникових матеріалів.

2.3 Вивчити класифікацію і призначення напівпровідникових матеріалів.

2.4 Вивчити класифікацію і призначення магнітних матеріалів.

3. Вказівки з підготовки до практичного заняття

При підготовці до практичного заняття необхідно:

1. Вивчити теоретичний матеріал за вказаною літературою [1-5].

2. Реферативно описати область застосування діелектриків [1.c. 25-50; 2. с. 105-215; 3. с. 193-248; 4. с. 40-75; 5. с.146-197].

3. Реферативно описати область застосування провідників [1.c. 52-58; 2. с. 230-239; 3. с. 118-122; 4. с. 75-81; 5. с.231-245].

4. Реферативно описати область застосування напівпровідників [1.с. 69-71; 2, с. 265-290; 3, с.283-292; 4. с. 99-105; 5. с.213-223].

5. Реферативно описати область застосування магнітних матеріалів [1. с. 65-69; 2. с. 319-345; 3. с. 92-110; 4. с. 110-114; 5. с.252-273].

6. Дати відповіді на контрольні запитання.

3. Загальні відомості

Електротехнічними матеріаламиназивають матеріали, котрі характеризуються певними властивостями по відношенню до електромагнітного поля і які застосовуються в електротехніці з урахуванням цих властивостей. За поведінкою в електричному полі матеріали діляться напровідникові,напівпровідниковітадіелектричні, а за поведінкою в магнітному полі – насильномагнітнітаслабомагнітні.

Діелектричні (електроізоляційні) матеріали

Електроізоляційними матеріаламиназиваються такі матеріали, за допомогою яких здійснюється електрична ізоляція між струмопровідними частинами, які знаходяться під різними електричними потенціалами.

Діелектричні матеріали складають найбільш численну групу електротехнічних матеріалів як за різноманітністю та властивостями, так і за їх застосуванням в електротехніці.

Характерною особливістю діелектриків є те, що вони мають високий питомий електричний опір ( > 10⁷ Ом∙м) і здатні поляризуватися в електричному полі.

За призначенням діелектричні матеріали ділять на електроізоляційні матеріали і активні діелектрики.

За хімічним складом діелектрики ділять на матеріали органічного та неорганічного походження.

За агрегатним станом діелектричні матеріали діляться на тверді, рідкі та газоподібні. Окремою групою виділяють діелектричні матеріали що твердіють, які у вихідному стані – рідини, а після застосування, в період експлуатації, вони є твердими речовинами. Це лаки, емалі, компаунди.

Провідникові матеріали

Провідникові матеріали– це матеріали які здатні добре проводити електричний струм, вони володіють підвищеною електропровідністю (10⁵См/м).

За агрегатним станом провідникові матеріали класифікують так:

• тверді: метали, сплави металів, електровугільні та вугільно-графітні вироби, металокерамічні вироби;

• рідкі: електроліти (розчини кислот, солей та лугів), розплави солей та лугів, розплавлені метали;

• газоподібні: іонізовані пари металів та іонізовані гази (плазма).

За значенням питомого електричного опору металеві провідникові матеріали розділяються на дві групи:

• матеріали (метали) високої провідності у яких 0,0510^-6Омм (срібло, мідь, золото, алюміній, берилій, магній, натрій);

• матеріали (сплави металів) високого опору 0,310^-6Омм (манганін, константан, ніхром, фехраль та ін.).

Окремою групою виділяють надпровідники та кріопровідники.

Надпровідники – це провідникові матеріали, які володіють властивістю переходити у надпровідниковий стан (0) при їх охолодженні до дуже низької (критичної ) температури.

До надпровідників за вказаних умов (при відповідних низьких температурах) відносяться: іридій (– 272, 86 ⁰С), алюміній (– 271, 8⁰С), олово (– 269,3⁰С), ртуть (– 268,8⁰С), свинець (– 265, 8⁰С) та ін.

Деякі матеріали можуть досягати при досить низьких температурах (–173⁰С і нижче) дуже низького значення, яке в сотні та навіть тисячі разів менше ніж при звичайних умовах – цекріопровідники. До кріопровідників відносять берилій, алюміній, мідь, срібло, золото та ін.

Матеріали високої провідності використовують для виготовлення обмоток електричних машин та реле, струмопровідних жил проводів та кабелів, шин розподільчих пристроїв, контактів, вставок запобіжників та ін.

Матеріали з високим електричним опором застосовують для виготовлення елементів нагрівачів, реостатів, точних вимірювальних приладів, резисторів, термопар.

Кріопровідники використовують для виготовлення струмоведучих жил проводів та кабелів, які працюють при температурах –173…–252 ⁰С.

Також провідникові матеріали класифікують за механізмом електропровідності: провідники першого роду та провідники другого роду.

В металах механізм електропровідності обумовлений направленим рухом електронів під дією прикладеного електричного поля, тому їх прийнято називати провідниками з електронною (металічною) провідністю –провідниками першого роду.

Провідники другого роду– розчини та розплави кислот, лугів та солей з іонною будовою молекул. При проходженні струму через них електричні заряди переносяться разом із частками молекул (іонами), при цьому змінюється їх склад і на електродах виділяються продукти гідролізу.