Расчетные формулы

1. Напряженность магнитного поля Н_э .

2. Эффективное напряжение катушки V_н = Н/К₁ (К₁=40).

3. Максимальная напряженность магнитного поля (задается преподавателем).

4. Линейный масштаб по оси Х: М_х = Н_э/25, эр/мм.

5. Коэрцитивная сила Н_с=l_н · М_х.

6. Максимальная магнитная индукция В_max= К₂·V_в/F, то, где К₂ – постоянная прибора, равна 9240; V_в – значение, снятое с прибора ручками 15 и 16; F – площадь поперечного сечения образца, мм² .

7. Линейный масштаб по оси у: М_у = В_max. /30, гс/мм.

8. Остаточная индукция В_м = М_у · l_в .

9. Полные потери на гистерезис при максимальной магнитной индукции В_max. и частоте 50 Гц

где S – площадь петли гистерезиса, мм²; M_x – масштаб напряженности поля, э/мм; М_у – масштаб магнитной индукции, гс/мм; ƒ – частота перемагничивания; γ – уд.вес Армко (γ = 7,8), стали (γ = 7,65).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что такое магнитное поле и отчего оно возникает?

2. Что такое: магнитная индукция, напряженность, магнитное поле, магнитная проницаемость и единицы их измерения?

3. Какие материалы называют магнитно-мягкими?

4. Какие материалы называют магнитотвердыми?

5. Что относят к магнитам специального назначения?

6. Что такое Н_с и В_с ?

7. Какие температуры Кюри для Fe, Ni, Co?

8. Какое влияние оказывают механические свойства на магнитные свойства?

ЛИТЕРАТУРА

1. Материалы в приборостроении и автоматике: Справочник / Под ред. Ю.М. Пятина. – М.: Машиностроение, 1982. – 320с.

2. Дубинин Е.Н., Аврамов Ю.С. Конструкционные, проводниковые и магнитные материалы. М.: Машиностроение, 1973. – 200с.

3. Пасынков В.В. Материалы электронной техники. М.: Высшая школа, 1980. – 180с.

4. С.Н. Колесов, И.С. Колесов “Материаловедение и технология конструктивных материалов”. 2004г.: М: “Высшая школа”

_______________________________________

Лабораторная работа №8 определение механических свойств электроизоляционных материалов

Цель работы:

1. Изучить особенности механических свойств полимерных электроизоляционных материалов, связанные с их структурой.

2. Ознакомиться с методами определения важнейших прочностных и деформационных свойств пластмасс .

Теоретические положения

1. Общие определения

К твердым электроизоляционным материалам относятся органические, элементорганические и неорганические диэлектрики - бумага, картон, слоистые и пропитанные волокнистые материалы, намотанные изделия, все виды керамики, стекла, слюды, древесина и др. Наиболее многочисленной группой диэлектриков являются полимеры и материалы на их основе. Высокие электроизолирующие свойства делают их весьма перспективными в энергосетевом строительстве, в устройствах контактной сети и в линиях электропередачи. В таблице… приведены общие сведения и применение некоторых полимерных диэлектриков.

Все синтетические полимеры делятся на полимеризационные и поликонденсационные. Полимеризационные образуются в результате взаимодействия низкомолекулярных веществ (мономеров) без выделения каких-либо побочных продуктов. К этой группе полимеров можно отнести полиэтилен (высокого, среднего и низкого давления), полипропилен, поливинилхлорид и др. Поликонденсационные полимеры также получаются из низкомолекулярных органических веществ, но процесс их образования сопровождается выделением побочных продуктов, в частности воды. Представителями этого класса синтетических полимеров являются фенолформальдегиды, полиэфиры , полиэпоксидыи др.

В зависимости от поведения при повышенных температурах все синтетические полимеры подразделяются на термопластичные и термореактивные.

Термопластичные полимеры (термопласты) при нагревании размягчаются, а при охлаждении переходят в твердое состояние без существенного изменения первоначальных свойств.

Термореактивные полимеры (реактопласты) при нагревании отверждаются, т.е. превращаются в твердые, неплавкие и нерастворимые материалы. Этот процесс может протекать и при нормальной температуре при взаимодействии термореактивных смол с отвердителями.

Пластическими массами (пластмассами) называют такие материалы, которые содержат в качестве основного компонента синтетический полимер. В одних случаях пластмассы состоят в основном из полимера с добавкой небольшого количества вспомогательных веществ (красителя, смазки, стабилизатора), в других – содержат наполнители и пластификаторы. Используя различные наполнители, можно получить армированные и наполненные пластики с повышенной прочностью, жесткостью, износостойкостью, улучшенными антикавитационными, антифрикционными и диэлектрическими свойствами.

Особые свойства полимеров обусловлены спецификой их химического строения. Главной особенностью строения полимеров является наличие цепных молекул, в которых последовательно связано большое число атомов. Для таких соединений характерны два типа связей химические и физические (межмолекулярные), резко различающихся по величине энергии и длине.

Молекулы полимеров могут содержать звенья одинакового и различного химического состава. Первые относят к гомополимерам, вторые к сополимерам.

В зависимости от формы макромолекул полимеры делят на линейные, разветвленные и сетчатые (пространственные).

Линейные макромолекулы представляют собой длинные зигзагообразные или закрученные в спираль цепи. Гибкие макромолекулы с высокой прочностью вдоль цепи и слабыми межмолекулярными связями обеспечивают эластичность материалу, способность размягчаться при нагревании, а при охлаждении вновь затвердевать. На физико-механические и химические свойства линейного полимера влияет плотность упаковки молекул в единице объема. При плотной упаковке возникает более сильное межмолекулярное притяжение, что приводит к повышению плотности, прочности, температуры размягчения и уменьшению растворимости.

Разветвленные макромолекулы полимера, являясь также линейными, отличаются наличием боковых ответвлений, которые препятствуют сближению макромолекул. В результате снижения межмолекулярного взаимодействия уменьшается прочность материала, повышается плавкость и растворимость.

Сетчатые полимеры образуются при соединении («сшивке») макромолекул между собой в поперечном направлении прочными химическими связями. Редкосетчатые полимеры теряют способность растворяться и плавиться. Они обладают упругостью (резины). Густосетчатые полимеры отличаются твердостью, повышенной теплостойкостью, нерастворимостью. Пространственные полимеры лежат в основе конструкционных материалов.

Свойства полимеров зависят не только от их химического состава и строения, но и от взаимного расположения макромолекул, то есть от надмолекулярной структуры. Макромолекулы способны свертываться в клубки – глобулы. Известны также пластинчатые, фибриллярные, сферические и другие структуры.

В зависимости от степени упорядоченности расположения макромолекул в пространстве различают аморфное и кристаллическое состояние полимеров. Наличие дальнего порядка, характеризующего кристаллическое состояние, также значительно отражается на свойствах полимера.