Материаловедение

Пермский Государственный Технический университет

Контрольная работа курсу

«Материаловедение»

Выполнил: студент электротехнического

факультета, заочного отделения,

группы Эсз-10-1 Мошев Андрей

Александрович

Проверил преподаватель: Черняев В.В

Вопросы:

9. Конденсатор емкостью 3 мкФ заряжен до напряжения 4кВ. Определить величину заряда , накопленного на его обкладках.

117. Опишите свойства свинца и области применения его в электротехнике.

156.Что представляет собой альсифер? Опишите свойства и применение сплавов с различными особенностями магнитных свойств.

9.

Дано:

С=3мкФ q=C*U=3*Ф*4*В=12*Кл

U=4кВ

Найти: Ответ: q=12*Кл

q =?

117.

СВИНЕЦ (лат. Plumbum), Pb, химический элемент IV группы периодической системы Менделеева, атомный номер 82, атомная масса 207,2.

1.Свойства

 

Свинец обычно имеет грязно-серый цвет, хотя свежий его разрез имеет синеватый отлив и блестит. Однако блестящий металл быстро покрывается тускло-серой защитной пленкой оксида. Плотность свинца (11,34 г/см3) в полтора раза больше, чем у железа, вчетверо больше, чем у алюминия; даже серебро легче свинца. Свинец очень легко плавится – при 327,5° С, кипит при 1751° С и заметно летуч уже при 700° С. Этот факт очень важен для работающих на комбинатах по добыче и переработке свинца. Свинец – один из самых мягких металлов. Он легко царапается и прокатывается в очень тонкие листы. Свинец сплавляется со многими металлами.

По химическим свойствам свинец – малоактивный металл: в электрохимическом ряду напряжений он стоит непосредственно перед водородом. Поэтому свинец легко вытесняется другими металлами из растворов его солей. Если опустить в подкисленный раствор ацетата свинца цинковую палочку, свинец выделяется на ней в виде пушистого налета из мелких кристалликов, имеющего старинного название «сатурнова дерева». Если затормозить реакцию, обернув цинк фильтровальной бумагой, вырастают более крупные кристаллы свинца. Наиболее типична для свинца степень окисления +2; соединения свинца(IV) значительно менее устойчивы. В разбавленных соляной и серной кислотах свинец практически не растворяется, в том числе из-за образования на поверхности нерастворимой пленки хлорида или сульфата. С крепкой серной кислотой (при концентрации более 80%) свинец реагирует с образованием растворимого гидросульфата Pb(HSO4)2, а в горячей концентрированной соляной кислоте растворение сопровождается образованием комплексного хлорида H₄PbCl₆. Разбавленной азотной кислотой свинец легко окисляется: Коэфициент линейного расширения при 0° - 100° равен 0,002948. Теплоемкость твердого свинца равна 130 Дж/Кг*к ; для жидкого свинца она равна 150 Дж/Кг*к. Электропроводность 8,88 (для Серебра 100).

Свинец и электротехника

Особенно много свинца потребляет кабельная промышленность, где им предохраняют от коррозии телеграфные и электрические провода при подземной или подводной прокладке. Много свинца идет и на изготовление легкоплавких сплавов (с висмутом, оловом и кадмием) для электрических предохранителей, а также для точной пригонки контактирующих деталей. Но главное, видимо, – это использование свинца в химических источниках тока.

Свинцовый аккумулятор с момента своего создания претерпел много конструктивных изменений, но основа его осталась той же: две свинцовые пластины, погруженные в сернокислый электролит. На пластины нанесена паста из окиси свинца. При зарядке аккумулятора на одной из пластин выделяется водород, восстанавливающий окись до металлического свинца, на другой – кислород, переводящий окись в перекись. Вся конструкция превращается в гальванический элемент с электродами из свинца и перекиси свинца. В процессе разрядки перекись раскисляется, а металлический свинец превращается в окись. Эти реакции сопровождаются возникновением электрического тока, который будет течь по цепи до тех пор, пока электроды не станут одинаковыми – покрытыми окисью свинца.

Производство щелочных аккумуляторов достигло в наше время гигантских размеров, но оно не вытеснило аккумуляторы свинцовые. Последние уступают щелочным в прочности, они тяжелее, но зато дают ток большего напряжения. Так, для питания автостартера нужно пять кадмиево-никелевых аккумуляторов или три свинцовых.

Аккумуляторная промышленность – один из самых емких потребителей свинца.

Можно, пожалуй, сказать и то, что свинец находился у истоков современной электронно-вычислительной техники так как одними из первых полупроводниковых приборов были точечные диоды на основе сульфида свинца (Pb), которые применяли на логических схемах ЭВМ

Свинец был одним из первых металлов, переведенных в состояние сверхпроводимости. Кстати, температура, ниже которой этот металл приобретает способность пропускать электрический ток без малейшего сопротивления, довольно высока – 7,17°K. (Для сравнения укажем, что у олова она равна 3,72, у цинка – 0,82, у титана – всего 0,4°K). Из свинца была сделана обмотка первого сверхпроводящего трансформатора, построенного в 1961 г. В наше время сверхпроводимость – огромнейшая область научных исследований и практического приложения. Говорить о том, что она связана только со свинцом, конечно нельзя. Но значение свинца в этой области не исчерпывается приведенными примерами.

Один из лучших проводников электроэнергии – медь – никак не удается перевести в сверхпроводящее состояние. Почему это так, у ученых еще нет единого мнения. В экспериментах по сверхпроводимости купрума отведена роль электроизолятора. Но сплав купрума со свинцом используют в сверхпроводниковой технике. В температурном интервале 0,1...5°K этот сплав проявляет линейную зависимость сопротивления от температуры. Поэтому его используют в приборах для измерения исключительно низких температур.

156.

Альсифер- Магнитно-мягкий материал(этот материал обладает свойствами ферромагнетика, характеризуется высокой магнитной проницаемостью, низкой коэрцитивной силой, малыми потерями на гистерезис и вихревые токи, а также относительно малой твердостью) ,отличается механической твёрдостью и хрупкостью. Удельное электрическое сопротивление 0,6 мкОм·м. Идёт на изготовление магнитопроводов, корпусов приборов и аппаратуры магнитные экраны, фасонные детали магнитопроводов и другие изделия, работающие в постоянных магнитных полях.. Тонкие порошки альсифера применяются в качестве ферромагнитной составляющей магнитодиэлектриков.. Магнитная проницаемость магнитодиэлектриков с применением альсифера 50-100 Гн/м. Линейность индукции от напряженности магнитного поля сохраняется до 8-10 кА/м.Этот сплав содержит 9,5% кремния и 5,5% алюминия (остальное - железо), Альсифер обладает высокой магнитной проницаемостью в слабых магнитных полях.