matériaux électrotechniques, propriétés et applications

L'efficacité et la durabilité des machines et installations électriques dépend de l'état de l'isolation, les appareils électriques pour lesquels les matériaux sont utilisés. Ils sont caractérisés par un ensemble de propriétés spécifiques lorsqu'il est placé dans une des conditions de champ électromagnétique, et sont installés dans des dispositifs à base de ces indicateurs.

Classifier les matériaux électriques permet divisés en groupes distincts d'isolant, semi-conducteur, conducteur et des matériaux magnétiques qui complètent les principaux produits: des condensateurs, des conducteurs, des isolateurs et des éléments semi-conducteurs prêts.

Matières à agir comme individuels champs magnétiques ou électriques avec des propriétés spécifiques, et sont exposés à des radiations multiples simultanément. Les matériaux magnétiques classiquement divisées en substances faiblement magnétiques et des substances magnétiques. Dans la technique électrique la plus couramment employée de solides matériaux magnétiques.

la science des matériaux

Le matériau est ladite substance, caractérisé en ce qu distinct des autres objets de la composition chimique, les propriétés et la structure des molécules et des atomes. La substance se trouve dans l'un des quatre états: gazeux, solides, liquides ou plasma. Électriques et matériaux de construction effectuer pour installer une variété de fonctions.

Les matériaux conducteurs émettent des électrons composants de flux fournissent une isolation diélectrique. Application des éléments de résistance convertissant l'énergie électrique en chaleur, les matériaux des produits de construction conservent leur forme, par exemple le logement. matériaux électriques et de construction nécessaires pour réaliser non pas une mais plusieurs fonctions connexes, comme isolant dans les essais de charge électrique, ce qui l'amène à des matériaux de construction.

la science des matériaux électriques – la science qui traite de la définition des propriétés, l'étude du comportement de la matière sous l'influence de l'électricité, la chaleur, les champs froids, magnétiques et d'autres études scientifiques les caractéristiques spécifiques nécessaires pour construire des machines électriques, des appareils et installations ..

guides

Ceux – ci comprennent des équipements électriques, qui est le principal indicateur exprimé la conductivité du courant électrique. En effet, dans la masse d'une substance toujours électrons présents sont faiblement liés au noyau et étant porteurs de charge libres. Ils se déplacent avec l'orbite d'une molécule à l'autre et créer un courant. Les principaux matériaux conducteurs considérés comme le cuivre, l'aluminium.

Pour les conducteurs sont des éléments qui ont une résistivité électrique ρ <10 ^-5, dans lequel le matériau est un excellent conducteur avec un indicateur 10 ^-8 Ohm * m. Tous les métaux ayant une bonne table en cours de 105 éléments 25 ne sont pas seulement les métaux, et de ce groupe diversifié de matériaux 12 conduite de courant électrique et sont considérés comme des semi-conducteurs.

La physique des matériaux électriques permet leur utilisation comme agents dans les états gazeux et liquides. Comme le métal liquide à la température normale est appliquée seulement le mercure, pour lequel l'état naturel. Les autres métaux conducteurs utilisés comme seul liquide dans un état chauffé. Pour les conducteurs utilisés et liquide conducteur, par exemple électrolyte. Les propriétés importantes des conducteurs, ce qui permet de les distinguer en fonction du degré de conductivité électrique, des caractéristiques de conductivité thermique sont considérées et la capacité de production d'énergie thermique.

des matériaux diélectriques

Contrairement à des conducteurs, la masse contient un petit diélectrique nombre d'électrons libres de forme allongée. La principale propriété de la substance est sa capacité à recevoir la polarité du champ électrique. Ce phénomène est expliqué par le fait que sous l'influence des charges liées à l'électricité sont déplacés dans la direction des forces agissant. La distance de décalage est plus grande, la plus grande résistance du champ électrique.

matériaux isolants électriques sont les plus proches de l'idéal que la conductivité de l'indice plus petit et moins prononcé que le degré de polarisation, ce qui donne une indication de la dispersion et de l'allocation d'énergie thermique. La conductivité du diélectrique est basée sur l'action d'une petite quantité de décalages de dipôles libres à l'action du champ. Après polarisation, les formes de substance diélectrique ayant une polarité différente, à savoir, deux charges de différents signes formés sur la surface.

diélectriques d'application les plus largement dans les équipements électriques, étant donné que l'utilisation des caractéristiques d'éléments passifs et actifs.

Pour la matière active, avec des propriétés qui se prêtent à la gestion, comprennent:

• pyroélectriques;
• électroluminophores;
• piézoélectricité;
• ferroélectriques;
• électrets;
• matériaux pour les émetteurs du laser.

matériel électrique de base – propriétés diélectriques passifs, on utilise comme matériaux isolants et des condensateurs de type classique. Ils sont capables de séparer les deux parties du circuit électrique de l'autre et empêcher le débordement de charges électriques. Depuis leur isolement est effectué par l'intermédiaire des parties de transport de courant électrique à l'énergie qui reste dans le sol ou sur le boîtier.

séparées par un isolant

Dans les matériaux diélectriques organiques et inorganiques sont divisés, en fonction de la composition chimique. diélectriques inorganiques ne contiennent pas de carbone dans sa composition, tandis que les formes organiques sont des éléments de carbone primaire. Les substances inorganiques telles que la céramique, du mica, un haut degré de chaleur.

Matériel électrique sur un procédé de production divisé en des diélectriques naturels et artificiels. La large utilisation de matériaux synthétiques est basée sur le fait que la fabrication permet de donner au matériau les propriétés souhaitées.

Selon la structure des molécules et des diélectriques de grille moléculaire divisé en polaire et non polaire. Le dernier est aussi appelé neutre. La différence est que les atomes et molécules en vue de leur action sur le courant électrique ou ont aucune charge électrique. K un groupe neutre comprenant le Téflon, le polyéthylène, le mica, le quartz, et d'autres. Les diélectriques polaires sont constitués de molécules ayant une charge positive ou négative, par exemple, est le chlorure de polyvinyle, en bakélite.

propriétés diélectriques

Comme diélectriques divisées en état gazeux, liquide et solide. Les plus couramment utilisés des matériaux électriques solides. Leurs propriétés et applications évaluées à l'aide des paramètres et caractéristiques:

• une résistivité de volume;
• permittivité diélectrique;
• une résistivité de surface;
• le coefficient de perméabilité thermique;
• la tangente de perte diélectrique de l'angle exprimé;
• résistance du matériau sous l'influence de l'électricité.

La résistivité volumique dépend de la capacité d'un matériau à résister aux fuites de courant de celui-ci valeur constante. résistivité inverse indicateur appelé conductivité apparente.

La résistivité superficielle est déterminée par la capacité du matériau à résister à l'écoulement de courant constant sur sa surface. conductivité de surface est l'inverse de la figure précédente.

Le coefficient de perméabilité thermique reflète le degré de changement de résistivité après élévation de la température de la substance. Typiquement, la résistance diminue lorsque la température augmente, par conséquent, la valeur du coefficient est négatif.

La constante diélectrique détermine l'application électrique des matériaux en fonction de la capacité du matériau à créer une capacité électrique. Mesure de la permittivité relative du diélectrique inclus dans la notion de perméabilité absolue. Modification indicateur de capacité d'isolation affiché coefficient de perméabilité thermique précédent, qui affiche simultanément une augmentation ou une diminution de la capacité avec un changement de température.

Tangente de l'angle de perte diélectrique reflète le degré de perte de puissance de la chaîne par rapport au matériau diélectrique est soumis à un courant électrique alternatif.

Caractérisé matériaux électrotechniques de l'indicateur de rigidité diélectrique, qui détermine la possibilité de détruire la substance sous pression. En identifiant la résistance mécanique d'un certain nombre de tests pour déterminer la limite d'indice de résistance à la compression, de traction, de flexion, de torsion, d'impact et de rupture.

Les caractéristiques physiques et chimiques de matériaux diélectriques

Dans contiennent un certain diélectrique nombre d'acides libérés. La quantité d'hydroxyde de potassium en milligrammes nécessaire pour se débarrasser des impuretés dans 1 g de substance est appelée indice d'acide. Acides détruire les substances organiques ont un effet négatif sur les propriétés d'isolation.

Caractéristiques matériel électrique complétées coefficient de viscosité ou de frottement, qui montre le degré d'écoulement de la matière. La viscosité est divisée en conditionnelle et cinématique.

Degré d'absorption d'eau est déterminée en fonction de la masse d'eau absorbée par les jours de la taille de l'élément d'essai après immersion dans l'eau à une température prédéterminée. Cette caractérisation indique la porosité du matériau, ce qui augmente l'indice se détériore les propriétés isolantes.

matériaux magnétiques

Évaluation de la performance des propriétés magnétiques sont appelés les caractéristiques magnétiques:

• perméabilité absolue magnétique;
• perméabilité magnétique relative;
• coefficient thermique de la perméabilité magnétique;
• champ magnétique maximum d'énergie.

Les matériaux magnétiques sont divisés en durs et mous. Les éléments souples sont caractérisés par de faibles pertes en retard amplitude de l'aimantation du corps agissant champ magnétique. Ils sont plus perméables aux ondes magnétiques ont une petite force coercitive et une induction de saturation plus élevée. Leur utilisation dans les transformateurs de dispositifs de machines et de mécanismes électromagnétiques, écrans magnétiques ou tout autre appareil où il est nécessaire d'aimantation omissions faible énergie. Ceux – ci comprennent le fer électrolytique pur, fer – Armco, permalloy, acier électrique feuilles, les alliages nickel-fer.

Les matières solides sont caractérisées par une perte significative degré retard d'aimantation du champ magnétique externe. Recevoir des impulsions magnétiques une fois, de tels matériaux électriques et les produits sont magnétisées, et pendant une longue période pour maintenir l'énergie stockée. Ils ont une force coercitive élevée et une grande capacité d'induction résiduelle. Les éléments répondant à ces caractéristiques sont utilisées pour la fabrication d'aimants fixes. Les représentants des éléments sont des alliages à base de fer, d'aluminium, de nickel, de cobalt, de composants de silicium.

magnetodielectrics

Ce matériau mixte, 75 à 80% dans la composition contenant la poudre magnétique, la masse du résidu à haut polymère organique est rempli de diélectrique. Y ferrites et ferrites ont augmenté les valeurs de résistivité volumique, de faibles pertes par courants de Foucault, ce qui permet leur utilisation dans la technologie à haute fréquence. Ferrites sont des indicateurs stables dans les différents domaines de fréquence.

CHAMP utilisant ferroaimants

Ils sont utilisés le plus efficacement pour créer un noyau de bobines de transformateur. Application du matériau permet d'augmenter beaucoup le champ magnétique du transformateur, tout en ne changeant pas la lecture actuelle de la force. Une telle insertion de la ferrite permet d'économiser la consommation d'énergie pendant le fonctionnement du dispositif. matériaux et équipements électriques après l'influence magnétique externe conservent des caractéristiques magnétiques, et maintient un champ dans l'espace adjacent.

courants élémentaires ne passent pas après l'arrêt de l'aimant, créant ainsi un aimant permanent standard qui fonctionne efficacement sur un casque, des téléphones, des appareils de mesure, des compas, des appareils d'enregistrement sonore. Très populaire dans l'utilisation d'aimants permanents, non conductrice de l'électricité. composé obtenu des oxydes de fer avec divers autres oxydes. Magnétite se réfère à la ferrite.

matériaux semi-conducteurs

Ce sont des éléments qui ont une valeur de conductivité qui est dans l'intervalle de cet indice pour les conducteurs et diélectriques. La conductivité de ces matériaux dépend de l'existence d'impuretés en poids, impact externe et les directions des défauts internes.

Caractéristiques du groupe de matériaux semi-conducteurs électrotechnique de montre des différences significatives les unes des autres éléments sur la structure en treillis, la composition et les propriétés. En fonction de ces paramètres, les matériaux sont classés en 4 types:

1. Eléments atomes contenant une seule espèce: silicium, le phosphore, le bore, le sélénium, l'indium, le germanium, le gallium, et d'autres.
2. Les matériaux contenant des oxydes métalliques composés de – oxyde de cuivre, le cadmium, le zinc et autres.
3. Les matériaux dans le groupe de l'antimoniure combiné.
4. Les matières organiques – naphtalène, anthracène, et d'autres.

En fonction du treillis divisé en matériaux semi-conducteurs polycristallins et des éléments monocristallins. Caractéristiques des matériaux électriques leur permet de partager la non magnétique et faiblement. Parmi les composantes de distinguer magnétique semi-conducteurs, les conducteurs et les éléments non-conducteurs. attribution claire est difficile à réaliser, car de nombreux matériaux se comportent différemment dans un environnement changeant. Par exemple, le fonctionnement de certains semi-conducteurs à basse température peut être comparée à l'effet des isolants. Ces travaux de chauffage diélectriques comme les semi-conducteurs.

matériaux composites

Les matériaux qui ne sont pas partagés sur le fonctionnement et la composition, appelée matériaux composites, il est également matériel électrique. Leurs propriétés et applications en raison d'une combinaison de matériaux utilisés dans la fabrication. Des exemples sont des composants de feuille de fibre de verre, fibre de verre, des mélanges de métaux conducteurs et réfractaires. L'utilisation de mélanges forces équivalentes révèle matériel et les appliquer à leur destination. Parfois, une combinaison de composants composites conduit à la création d'un élément tout à fait nouveau pour les autres propriétés.

matériaux de film

L'élargissement du champ des feuilles électriques et rubans adhésifs ont gagné en tant que matériaux électriques. Leurs propriétés sont différentes d'autres flexibilité diélectriques, une résistance mécanique suffisante et d'excellentes propriétés d'isolation. L'épaisseur du produit varie en fonction du matériau:

• épaisseur de film de 6-255 microns faisant, la bande de libération de 0,2-3,1 mm;
• les produits de polystyrène sous la forme de bandes et films produits 20-110 microns d'épaisseur;
• bande épaisse de polyethylene a 35 à 200 m, une largeur de 250 à 1500 mm;
• l'épaisseur du film en résine fluorée est composé de 5 à 40 microns, une largeur de 10-210 mm envisager.

Classification des matériaux électriques du film permet de distinguer deux types: un film orienté ou non orienté. Le premier matériau est utilisé le plus souvent.

Peintures et revêtements d'isolation électrique

Solutions de substances formant un film au cours de solidification sont des équipements électriques modernes. Ce groupe comprend les asphaltes, huiles siccatives, des résines, des esters de cellulose ou des composés et des combinaisons de ces composants. La conversion d'un composant visqueux dans l'isolant se produit après évaporation du solvant de la masse déposée et formant un film dense. A titre d'application du film est divisé en adhésif, le revêtement et l'imprégnation.

vernis d'imprégnation utilisés dans les enroulements électriques afin d'augmenter la conductivité thermique et la résistance à l'humidité. vernis de revêtement supérieur créer un revêtement de protection contre l'humidité, le froid, l'huile, l'enroulement surface, l'isolation en plastique. composants adhésifs sont plaque de mica de colle apte à d'autres matériaux.

Les composés pour l'isolation électrique

Ces matériaux ont présenté une solution liquide au moment de l'utilisation, suivi par le durcissement et le durcissement. Substances caractérisé par le fait que la composition ne contient pas de solvants. Les composés font également partie du groupe « d'équipements électriques ». Les formulaires sont leur coulée et imprégnant. Le premier type est utilisé pour remplir des cavités dans des raccords de câbles, et le second groupe est utilisée pour l'imprégnation des enroulements du moteur.

Les composés produisent une matière thermoplastique, ils se ramollissent après l'augmentation de la température, et thermodurcissable, préservant fermement la forme de solidification.

Imprégnées de matériaux isolants fibreux

Pour la production de ces matériaux en utilisant des fibres organiques et des composants d'origine humaine. des fibres végétales naturelles de soie, le lin, réfection du bois dans les matériaux d'origine organique (fibres, tissu, carton). L'humidité de ces isolants est comprise entre 6-10%.

Les matières organiques d'origine synthétique (nylon) ne contiennent que l'humidité de 3 à 5%, tel que la saturation de l'humidité et des fibres minérales (fibres de verre). Les matériaux inorganiques sont caractérisés par une incapacité à feu à un échauffement important. Si les matériaux pour faire tremper des émaux ou des vernis, l'inflammabilité augmente. Fourniture de matériel électrique sont produits dans la fabrication de machines et appareils électriques.

Leteroid

On produit une fibre mince dans les feuilles et enroulée en un rouleau pour le transport. Il est utilisé en tant que matériau pour la fabrication des joints d'isolation, en forme de rondelles diélectriques. Papier imprégné d'amiante et de carton d'amiante en amiante chrysotile, la divisant en fibres. L'amiante a une résistance à des conditions alcalines, mais se décompose en un acide.

En conclusion, il convient de noter que l'utilisation de matériaux modernes pour l'isolation de la durée de vie de l'équipement électrique est augmenté de manière significative. Pour les installations des bâtiments utilisent des matériaux ayant des propriétés sélectionnées qui permettent la production de nouveaux équipements fonctionnels avec une amélioration des performances.