Проводниковые изделия

1. Голые провода для воздушных линий электропередач: медные, алюминиевые, сталь-алюминиевые.

2. Обмоточные провода – выпускают с жилами из меди, алюминия и сплавов высокого сопротивления. Применяют для обмоток электродвигателей, трансформаторов.

Изоляция:

а) эмалевая – одно и двух-слойная;

б) бумажная – из кабельной бумаги;

в) волокнистая – одинарная или двойная, хлопчато-бумажная, шёлковая, синтетическая и стекловолокнистая;

г) эмалево-волокнистая;

3. Монтажные провода – предназначены для различных соединений в электротехнических устройствах. Токопроводящие жилы в них обычно из проводниковой меди, одно- или много-проволочные, часто лужёные, изоляция из полиэтилена или ПВХ (рабочая температура 50…70 ⁰С), а также из фторопласта (до 200⁰С). Возможна двойная изоляция (пластмассовая + волокнистая);

4. Установочные провода – для неподвижных прокладок в силовых и осветительных сетях.

Выпускают: с алюминиевыми и медными жилами, одно- и много-проволочными. Изоляция резиновая или пластмассовая. Резиновая иногда помещена в оплётку из хлопчатобумажной пряжи пропитанной противогнилостным составом.

5. Силовые кабели

а) низковольтные U ≤ 35 кВ – для трёхфазного переменного тока, с изоляцией из бумаги, резины и пластмасс. В маркировке указывают :

Материал жил: А – алюминий, медь не обозначают.

Вид изоляции: П – полиэтилен, Р – резина, В – ПВХ, бумага - не обозначается.

Материал защитной оболочки: А – алюминий, С – свинец, В – ПВХ.

Тип защитного покрытия: Б – броня из оцинкованной ленты, К – из скрученных проволок, Г – отсутствие покрытия;

б) маслонаполненные высоковольтные кабели низкого давления - U = 110 …220 кВ и высокого давления – U = 220 ...500 кВ – представляют собой стальные маслонаполненные трубопроводы с проложенными в них отдельными фазами.

Основные элементы кабеля : токоведущие жилы, изоляция жил, защитная оболочка, защитный покров.

Токоведущие жилы – одно-, двух-, трех-, четырехжильные, материал –медь, алюминий. По конструкции – круглого и фасонного сечения (секторные и сегментные), одно – и многопроволочные.

Изоляция жил – бумажная, ПВХ, полиэтилен, резина.

Защитные оболочки – предохраняют жилы от воздействия света, влаги, химических веществ, мех. повреждений. Изготавливают из металлов (свинец, алюминий), пластмассы, резины.

Защитные покровы – состоят из подушки, брони и наружного покрова.

Подушка – защищает оболочку от повреждения брони. Это слой волокнистого материала или битума.

Броня – защищает от механических повреждений. Выполняют из двух стальных лент, плоской или круглой проволоки.

Наружный покров - защита от коррозии. Выполняют в виде пряжи, пропитанной битумом.

Полупроводниковые материалы

Полупроводниками – называются твёрдые вещества, которые в чистом виде, при нормальной температуре по электропроводности занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками (удельное сопротивление 10^-6…10^-7 Ом×м).

Электропроводность полупроводников сильно зависит от:

а) температуры;

б) освещённости;

в) напряжённости электрического поля;

г) дозы примесей постороннего вещества.

Основные полупроводники (Ge, Si) – четырёхвалентны.

Валентные электроны каждого атома связаны ковалентно с соседними по кристаллической решетке атомами, при этом все атомы имеют законченные 8-ми электронные внешние оболочки, и в чистом полупроводнике при температуре близкой к абсолютному нулю электропроводность отсутствует.

При повышении температуры, увеличивается энергия электронов и ковалентные связи могут разрываться. При этом возникают свободные электроны (-) и незаполненные связи – дырки, несущие условный положительный заряд (+). Появляется незначительная собственная проводимость полупроводника.

Для создания полупроводниковых приборов требуются материалы с преимущественно электронной или дырочной проводимостью. Их получают вводя в чистый полупроводник легирующие примеси:

а) при введении в 4 - х валентный полупроводник донорной (5-ти валентной) примеси (например в германий - мышьяк или сурьму), в п/п образуется избыток свободных электронов и возникает проводимость типа «n» - электронная;

б) при введении акцепторной (3 - х валентной) примеси ( например в германий- индий) в п/п образуются незаполненные ковалентные связи – дырки, и возникает проводимость типа «p» -дырочная.

Электронную и дырочную проводимости называют – примесными.

Основные полупроводниковые материалы:

а) чистые химические элементы: Ge, Si, Se, Te используют как основные полупроводники, а также химические элементы вводимые в виде активных примесей: P, As, B, Sn, In, Ga;

б) кристаллические окислы металлов: CuO, ZnO, KdO и др.;

в) бинарные и более сложные химические соединения: нитриды, фосфиды, арсениды, карбиды и др.;

г) органические полупроводники.

Германий - в природе встречается часто, но в очень малых количествах. В чистом виде серебристо - серого цвета , очень твёрдый и хрупкий. Плотность ~3,5 г/см³. Очищают Ge методом зонной плавки. Монокристаллы выращивают методом вытягивания из расплава.

Используют для диодов, транзисторов, датчиков и т.п. Рабочая температура до 80 ⁰С.

Кремний -один из самых распространённых химических элементов. Менее технологичен, чем германий. В чистом виде тёмно-серого цвета. Плотность ~ 2,3 г/см³. Используют аналогично. Рабочая температура до 180 ⁰С.

Селен - редкоземельный химический элемент. Для полупроводникового производства используют кристаллический серый селен. Основное назначение – выпрямители и фотоэлементы.

Карбид кремния (SiC) - используют в высокотемпературных полупроводниковых приборах. Рабочая температура до 700 ⁰С.

Арсенид галлия (GaAs) – применяется для ВЧ приборов, работающих при температуре 300 … 400 ⁰С.

Основным элементом полупроводниковых приборов являются «p-n» переходы, имеющие одностороннюю проводимость.

З.Р. – зона рекомбинации, в которой практически отсутствуют свободные носители тока

При приложении к «p-n» переходу электрического напряжения, возможны:

	а) прямое включение – через переход идёт значительный электрический ток
	б) обратное включение – переход заперт и через него проходит только малый обратный ток.

Виды п/п приборов:

1. Диоды (вентили, детекторы) – образованы одним «p-n» переходом и имеют одностороннюю проводимость.

По конструкции - точечные (маломощные) и плоскостные (вентили).

2. Транзисторы – содержат два «p-n» перехода. Бывают: прямой «p-n-p» и обратной «n-p-n» проводимости. Используются в усилителях, генераторах и других устройствах. Выпускают: малой, средней и большой мощности.

3. Тиристоры – имеют четырёхслойную структуру и характеризуются двумя устойчивыми состояниями: «открыт – закрыт». Различают:

а) диодные тиристоры (динисторы) - с двумя выводами, состояние «закрыт» или «открыт» определяется подводимым напряжением;

б) тринисторы – имеют управляющий электрод; подачей на него небольшого управляющего напряжения, можно регулировать большой проходящий ток;

в) симисторы – симметричные тиристоры, позволяющие регулировать оба полупериода проходящего тока.