- •4. Электротехнические материалы
- •4.13. Диэлектрические материалы
- •1. Общие сведения о диэлектриках
- •Виды поляризации
- •Электропроводность диэлектриков
- •Электропроводность твёрдых диэлектриков
- •Диэлектрические потери
- •1.4. Диэлектрические потери
- •1.5. Пробой диэлектриков
- •Твердые диэлектрики
- •4.14. Проводниковые материалы
- •Основные свойства проводниковых материалов
- •Удельное сопротивление сплавов
- •Термоэлектродвижущая сила
- •2.5. Сплавы высокого сопротивления
- •Неметаллические проводники
- •4.15. Полупроводниковые материалы Полупроводниковые материалы
- •Общие сведения
- •Терморезисторы
- •Влияние внешних факторов на электропроводность
- •Собственные полупроводники
- •Химические соединения (Бинарные полупроводники АmBn)
- •4.16. Магнитные материалы Общие сведения
- •Магнитомягкие магнитные материалы Магнитные потери
- •Магнитомягкие материалы
- •Ферриты
- •Магнитотвердые материалы
Твердые диэлектрики
Основные группы твердых диэлектриков:
Волокнистые материалы (бумага, картон, хлопок, шелк, и синтетические).
Полимеры (полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид и т. д.)
Пластмассы и слоистые пластики.
Эластомеры (каучуки)
Стекла
Керамика
Слюда и слюдяные материалы
Асбест и асбестовые материалы
Лаки и компаунды.
Смолы, растительные масла, воскообразные диэлектрики и т. д.
К негорючим жидким диэлектрикам относятся …
полихлордифенилы
кремнеорганические жидкости
эпоксидные смолы
полиамиды
Температура вспышки паров трансформаторного масла должна составлять не менее_____ ºС.
135
90
165
250
4.14. Проводниковые материалы
С точки зрения зонной теории у проводников заполненная электронами зона вплотную прилегает к зоне проводимости или даже перекрывается ей (W ). Вследствие этого электроны из заполненной зоны свободно могут переходить на занятые уровни зоны проводимости под влиянием слабой напряженности электрического поля и вызывать протекание тока.
Рис. 2.1. Энергетическая диаграмма проводников: 1 - заполненная электронами зона; 3 – зона свободных энергетических уровней (запрещённая зона отсутствует)
Проводниковые материалы можно разбить по агрегатному состоянию:
1. Газы и пары.
2. Жидкие проводники.
3. Твёрдые проводники.
В электроэнергетике наиболее широко применяются твердые проводники. Основными
У металлов ток обусловлен движением свободных электронов под воздействием электрического поля.
Основные свойства проводниковых материалов
Удельная электропроводность γ (обратная величина – удельное сопротивление ρ)
Запишем дифференциальную форму закона Ома
J = γ Е,
где Е – напряжённость электрического поля, В/м;
J – плотность тока, А/м2; γ – удельная электропроводность, См/м.
Удельная электропроводность металлов не зависит от напряжённости электрического поля в весьма широких пределах.
Величина обратная удельной электропроводности называется удельным сопротивлением
ρ=1/γ
и измеряется в Ом∙м.
Температурная зависимость удельного сопротивления проводников
С ростом температуры удельное сопротивление проводников
увеличивается. Для примера на рис.2.3 приведена зависимость ρ=f(t) для меди.
Рис. 2.3. Зависимость ρ=f(t) для меди до плавления металла
Изменение удельного сопротивления можно характеризовать температурным коэффициентом:
ТКρ = αρ = .
Удельное сопротивление сплавов
Причинами увеличения сопротивления металла являются не только тепловые колебания узлов решетки, но и статические дефекты, которые также нарушают периодичность поля кристалла, например, примеси. Следует заметить, что любая примесь приводит к повышению , даже если она имеет меньшее . Например, введение в медь примесь серебра также увеличивает удельное сопротивление.
Экспериментально установлено, что при малом содержании примесей удельное сопротивление возрастает пропорционально концентрации примесных атомов.
На рис.2.5 приведены зависимости меди от концентрации в долях процента различных химических элементов [2].
Рис.2.5. Удельное сопротивление ρ меди в зависимости от концентрации N различной примеси в долях процента