Приборы и оборудование
Для определения плотности электролита требуется ареометр, который состоит из стеклянной запаянной полой трубки и бумажной шкалы с делениями. Нижняя часть ареометра представляет собой трубку большего диаметра, на дне которой находится балласт – определенное количество ртути или дроби. Кроме того, нужно иметь стеклянную или фарфоровую посуду, мерный стакан и стеклянные или эбонитовые палочки.
Порядок выполнения работы
Залить в приготовленную посуду дистиллированную воду. Количество воды и кислоты брать в соответствии с табл. 1.
Вливать осторожно тонкой струей кислоту из мерного стакана в дистиллированную воду, помешивая раствор стеклянной или эбонитовой палочкой.
После остывания раствора измерить плотность электролита ареометром и сравнивать его с данными, приведенными в табл.1.
Результаты измерения и вычислений записать в табл. 2.
Таблица 2
№ п/п |
Температура воздуха, ˚C |
Электролит |
|||
Наименование |
Содержание кислоты,% |
Расчетное значение плотности, г/см3 |
Плотность, измеренная ареометром г/см3, |
||
|
|
|
|
|
|
Правила техники безопасности
Для приготовления электролита надо наливать кислоту в воду, а не наоборот. В этом случае реакция происходит под слоем воды и безопасна для работающего.
Контрольные вопросы
Почему исходные материалы для приготовления электролита не должны содержать примесей?
Что называется плотностью электролита?
Как температура электролита влияет на его плотность?
Почему при приготовлении электролитов надо лить кислоту в воду, а не наоборот?
ЛИТЕРАТУРА
Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. Электротехнические материалы. Госэнергоиздат, 1961.
Васильев Н.П. Лабораторные работы по электроматериаловедению. М.: 1982.
Справочник по ЭТМ. Энергоатомиздат, 1987.
Программа
Курса «ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ»
Число часов учебного плана:
лекций--------------------------32
лабораторных занятий------16
СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИЙ
ЧЕТВЕРТЫЙ СЕМЕСТР
Введение.
Основные свойства и характеристики диэлектрических материалов
(12 часов)
Введение. Классификация электротехнических материалов. Области применения электротехнических материалов (проводниковых, диэлектрических, полупроводниковых и магнитных). Роль электротехнических материалов в современной электроэнергетике.
Диэлектрическая проницаемость и ее связь с процессами поляризации. Виды поляризации. Частотная и температурная зависимость диэлектрической проницаемости для диэлектриков различных типов.
Электропроводность диэлектриков. Параметры, влияющие на удельную проводимость материалов. Природа электропроводности газообразных, жидких и твердых диэлектриков. Зависимость удельного объемного и поверхностного сопротивлений твердых диэлектриков от температуры, напряженности электрического поля и воздействия влажной среды.
Диэлектрические потери. Природа диэлектрических потерь в постоянном и переменном электрических полях. Векторная диаграмма токов в диэлектрике. Удельные диэлектрические потери и коэффициент диэлектрических потерь. Виды диэлектрических потерь. Зависимость тангенса угла диэлектрических потерь от температуры, частоты и напряженности электрического поля для диэлектриков различных типов.
Пробой диэлектриков. Явление пробоя в газообразных, жидких и твердых диэлектриках. Пробивное напряжение и электрическая прочность. Современные представления о механизме электрического и теплового пробоя твердых диэлектриков. Основные закономерности пробоя твердых диэлектриков. Поверхностный разряд. Единицы измерения и значение электрических характеристик в оценке качества диэлектрических материалов. Старение и срок службы изоляции.
Механические, физико-химические, тепловые и радиационные свойства и характеристики диэлектрических материалов.
Электроизоляционные материалы (12 часов)
Электроизоляционные жидкости, их классификация и области применения в электротехнике. Нефтяные электроизоляционные масла. Старение нефтяных масел, их сушка, очистка и регенерация. Негорючие синтетические электроизоляционные жидкости.
Общие свойства твердых полимеров электроизоляционных материалов. Классификация полимеров: природные и синтетические, полимеризационные и поликонденсационные, органические и элементоорганические, термопластические и термореактивные. Природные смолы, их свойства и применение в электротехнике. Синтетические смолы полимеризационного и поликонденсационного типа, их состав, свойства и роль в развитии современной электротехники. Новые нагревостойкие синтетические полимеры.
Составные части, классификация, свойства и применение электроизоляционных лаков и эмалей. Термопластичные и термореактивные электроизоляционные компаунды, их состав и способы отвердения. Современные пропиточные, заливочные и покровные компаунды.
Волокнистые и пленочные электроизоляционные материалы: бумаги, картоны, лакоткани, синтнтические пленки и пр.
Электроизоляционные и конструкционные пластмассы, их составные части и свойства. Слоистые пластики.
Газогенерирующие электроизоляционные материалы для трубчатых разрядников. Виды электроизоляционной слюды, их состав, основные характеристики и применение. Миканиты, микалента, микафолий, слюдиниты и слюдопласты, их состав, структура и свойства.
Электроизоляционные стекла и ситаллы, их химический состав и классификация, области применения и характеристики. Стекла для высоковольтных изоляторов. Стекловолокно, его свойства и применение в электроизоляционной технике.
Электрокерамические материалы: электротехнический фарфор, стеатит, конденсаторные материалы и др. Основные элементы технологии, строение, свойства и применение керамических материалов в электротехнике.
Электроизоляционные материалы на основе асбеста.
Проводниковые, полупроводниковые и магнитные материалы
(10 часов)
Проводниковые материалы. Природа электропроводности металлических проводников. Основные свойства и характеристики проводниковых материалов. Влияние примесей, механической и термической обработки на характеристики проводниковых материалов.
Проводниковые материалы высокой проводимости. Проводниковая медь и сплавы на ее основе. Алюминий и проводниковые сплавы на его основе. Роль алюминия как заменителя меди в электротехнике. Свойства и применение проводниковых материалов высокой проводимости. Контактные материалы, металлокерамика.
Проводниковые сплавы высокого сопротивления. Диаграммы «состав–свойства» для сплавов. Сплавы типа манганина и константа, реостатные сплавы, жаростойкие хромоникелевые и хромоалюминиевые сплавы, их состав, свойства и применение в электротехнике.
Кабельные изделия для электроэнергетики. Перспективы применения сверхпроводниковых и гиперпроводниковых материалов в электротехнике.
Полупроводниковые материалы, их основные свойства и характеристики. Виды полупроводниковых материалов: элементы, химические соединения, многофазные системы (комплексы). Применение полупроводниковых материалов в электротехнике. Варисторы на основе карбида кремния для вентильных разрядников.
Магнитные материалы. Основные свойства и характеристики магнитных материалов. Влияние состава, механической и термической обработки материалов на их магнитные свойства.
Области применения и требования, предъявляемые к магнитно-мягким материалам. Технически чистое железо: армко-железо, электролитическое и карбонильное железо. Листовая электротехническая сталь. Влияние кремния на магнитные и механические свойства железа. Характеристики горячекатаной и холоднокатаной листовой электротехнической стали. Пермаллон, альсифер и специальные магнитно-мягкие сплавы.
Области применения и требования, предъявляемые к магнитно-твердым материалам. Стабильность постоянных магнитов. Сплавы дисперсионного твердения, мартенситные стали, их состав и свойства. Новые высококачественные магнитно-твердые сплавы на основе редкоземельных элементов.
Магнитная и электрическая природа ферритов. Основные свойства магнитно-мягких и магнитно-твердых ферритов и их применение. П.П.Г. Магнитострикция.
Некоторые физические постоянные
Элементарный заряд
Масса электрона
Удельный заряд электрона
Масса протона
Электрическая постоянная
Магнитная постоянная
Связь между скоростью света и постоянными 0 и µ0
|
|
5. Электрическая прочность Епр, удельное сопротивление ρv и диэлектрическая проницаемость электроизоляционных материалов.
Материал |
Епр М В/м |
ρv Ом·м |
r |
1. Воздух …………………………... |
3 |
10 |
1 |
2. Кабельная бумага ……………… |
10 |
10 |
2,5-3,5 |
3. Битумы ………………………….. |
18 |
10 |
4 |
4. Трансформаторное масло |
20 |
10 |
2,4 |
5. Гетинакс |
25 |
10 |
8 |
6. Фторопласт |
27 |
101 |
2,2 |
7. Эпоксидная смола |
30 |
10 |
4,6 |
8. Миканиты |
30 |
10 |
8 |
9. Эскапон |
35 |
10 |
3 |
10. Электрофарфор |
35 |
10 |
7 |
11. Поливинилхлорид |
25 |
10 |
7 |
12. Стекло |
40 |
10 |
3,5 |
13. Полиэтилен |
60 |
10 |
2,2 |
14. Слюда |
190 |
10 |
8 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 7
Зависимость работы удара от угла подъема маятника до и после излома образца
Угол подъё-ма маятника после изло-ма образца, градусы |
Работа удара, Дж (кгс м), при угле подъёма маятника до излома образца, градусы. |
Угол подъёма маятника после из-лома об-разца, градусы |
Работа удара, Дж (кгс м), при угле подъёма маятника до излома образца, градусы |
||||||
69 |
90 |
107 |
130 |
69 |
90 |
107 |
130 |
||
2 |
1,97 |
3,07 |
3,97 |
5,04 |
66 |
0,15 |
1,25 |
2,15 |
3,22 |
4 |
1,96 |
3,06 |
3,96 |
5,04 |
68 |
0,05 |
1,15 |
2,05 |
3,12 |
6 |
1,95 |
3,05 |
3,95 |
5,03 |
70 |
|
1,05 |
1,95 |
3,02 |
8 |
1,94 |
3,04 |
3,94 |
5,01 |
72 |
|
0,95 |
1,85 |
2,92 |
10 |
1,92 |
3,02 |
3,92 |
5,00 |
74 |
|
0,86 |
1,79 |
2,82 |
12 |
1,90 |
3,00 |
3,90 |
4,98 |
76 |
|
0,74 |
169 |
2,72 |
14 |
1,88 |
2,98 |
3,88 |
4,95 |
78 |
|
0,64 |
1,54 |
2,61 |
16 |
1,85 |
2,95 |
3,85 |
4,92 |
80 |
|
0,53 |
1,43 |
2,51 |
18 |
1,82 |
2,92 |
3,82 |
4,89 |
82 |
|
0,43 |
1,32 |
2,40 |
20 |
1,77 |
2,87 |
3,77 |
4,85 |
84 |
|
0,32 |
1,22 |
2,29 |
22 |
1,75 |
2,85 |
3,74 |
4,82 |
86 |
|
0,21 |
1,11 |
2,19 |
24 |
1,70 |
2,80 |
3,70 |
4,78 |
88 |
|
0,11 |
1,00 |
2,08 |
26 |
1,66 |
2,76 |
3,66 |
4,73 |
90 |
|
0,00 |
0,90 |
1,97 |
28 |
1,61 |
2,71 |
3,61 |
4,68 |
92 |
|
|
0,79 |
1,87 |
30 |
1,56 |
2,66 |
3,56 |
4,63 |
94 |
|
|
0,68 |
1,76 |
32 |
1,50 |
2,60 |
3,50 |
4,58 |
96 |
|
|
0,58 |
1,65 |
34 |
1,44 |
2,55 |
3,44 |
4,52 |
98 |
|
|
0,47 |
1,55 |
36 |
1,38 |
2,48 |
3,38 |
4,48 |
100 |
|
|
0,36 |
1,44 |
38 |
1,32 |
2,42 |
3,32 |
4,39 |
102 |
|
|
0,26 |
1,34 |
40 |
1,25 |
2,35 |
3,25 |
4,33 |
104 |
|
|
0,15 |
1,23 |
42 |
1,18 |
2,28 |
3,18 |
4,25 |
106 |
|
|
0,05 |
1,13 |
44 |
1,11 |
2,21 |
3,11 |
4,18 |
108 |
|
|
|
1,05 |
46 |
1,03 |
2,13 |
3,03 |
4,11 |
110 |
|
|
|
0,92 |
48 |
0,95 |
2,05 |
2,95 |
4,03 |
112 |
|
|
|
0,82 |
50 |
0,87 |
1,97 |
2,87 |
3,95 |
114 |
|
|
|
0,72 |
52 |
0,79 |
1,89 |
2,79 |
3,86 |
116 |
|
|
|
0,63 |
54 |
0,70 |
1,80 |
2,70 |
3,78 |
118 |
|
|
|
0,53 |
56 |
0,62 |
1,72 |
2,61 |
3,69 |
120 |
|
|
|
0,44 |
58 |
0,53 |
1,63 |
2,52 |
3,60 |
122 |
|
|
|
0,35 |
60 |
0,43 |
1,54 |
2,43 |
3,51 |
124 |
|
|
|
0,26 |
62 |
0,34 |
1,44 |
2,34 |
3,41 |
126 |
|
|
|
0,17 |
64 |
0,24 |
1,35 |
2,24 |
3,32 |
128 |
|
|
|
0,08 |
С О Д Е Р Ж А Н И Е