Слайд 2
Классификация электротехнических материалов.
Все тела, в зависимости от
их электрических свойств, могут быть отнесены к группе диэлектриков,
проводников или полупроводников. Различие между проводниками, полупроводниками и диэлектриками наиболее наглядно можно показать с помощью энергетических диаграмм зонной теории твердых тел.
Слайд 3
Энергетические уровни ,схема расположения.
Слайд 4
Энергию, необходимую для перевода электрона в свободное состояние
или для образования дырки, могут доставить не только тепловое
движение, но и другие источники энергии, например, поглощенная материалом энергия света, энергия потока электронов и ядерных частиц, энергия электрических и магнитных полей, механическая энергия и т. д.
Увеличение числа свободных электронов или дырок в веществе под воздействием какого-либо вида энергии способствует повышению электропроводности, увеличению тока, появлению электродвижущих сил.
Слайд 5
Проводники.
В качестве проводников электрического тока могут быть
использованы твердые тела, жидкости, а при соответствующих условиях и
газы.
Слайд 6
Твердыми проводниками являются металлы. Металлические проводниковые материалы могут
быть разделены на материалы высокой проводимости и материалы высокого
сопротивления. Металлы с высокой проводимостью используются для проводов, кабелей, обмоток трансформаторов, электрических машин и т. д. Металлы и сплавы высокого сопротивления применяются в электронагревательных приборах, лампах накаливания, реостатах, образцовых сопротивлениях и т. п.
Слайд 7
К жидким проводникам относятся расплавленные металлы и различные
электролиты. Как правило, температура плавления металлов высока, за исключением
ртути, у которой она составляет около —39° С. Поэтому при нормальной температуре в качестве жидкого металлического проводника может быть использована только ртуть. Другие металлы являются жидкими проводниками при более высоких температурах (например, при плавке металлов токами высокой частоты).
Слайд 8
Проводниками второго рода, или электролитами, являются растворы (в
основном водные) кислот, щелочей и солей. Прохождение тока через
эти проводники связано с переносом вместе с электрическими зарядами частей молекулы (ионов), вследствие чего состав электролита постепенно изменяется, а на электродах выделяются продукты электролиза.
Слайд 9
Ряд опытов подтвердил гипотезу об электронном газе в
металлах. К ним относятся следующие:
1. При длительном пропускании электрического
тока через цепь, состоящую из одних металлических проводников, не наблюдается проникновения атомов одного металла в другой.
2. При нагреве металлов до высоких температур скорость теплового движения свободных электронов увеличивается, и наиболее быстрые из них могут вылетать из металла, преодолевая силы поверхностного потенциального барьера.
3. В момент неожиданной остановки быстро двигавшегося проводника происходит смещение электронного газа по закону инерции в направлении движения. Смещение электронов приводит к появлению разности потенциалов на концах заторможенного проводника, и подключенный к ним измерительный прибор дает отброс по шкале.
4. Исследуя поведение металлических проводников в магнитном поле, установили, что вследствие искривления траектории электронов в металлической пластинке, помещенной в поперечное магнитное поле, появляется поперечная э. д. с. и изменяется электрическое сопротивление проводника.
Слайд 10
К основным характеристикам проводниковых материалов относятся:
1) удельная проводимость
или обратная величина — удельное электрическое сопротивление;
2) температурный коэффициент
удельного сопротивления;
3) удельная теплопроводность;
4) контактная разность потенциалов и термоэлектродвижущая сила
(термо - э. д. с);
5) предел прочности при растяжении и относительное удлинение при разрыве.
К наиболее широко распространенным материалам высокой проводимости следует отнести медь и алюминий.
Слайд 11
Диэлектрические материалы.
Основным, характерным для любого диэлектрика процессом, возникающим
при воздействии на него электрического напряжения, является поляризация —
ограниченное смещение связанных зарядов или ориентация дипольных молекул.
Благодаря наличию в техническом диэлектрике свободных зарядов, под воздействием электрического напряжения в нем всегда возникает ток сквозной проводимости, малый по величине, проходящий через толщу диэлектрика и по его поверхности.
Слайд 12
Полупроводниковые материалы
Большая группа веществ с электронной электропроводностью, удельное
сопротивление которых при нормальной температуре лежит между удельными сопротивлениями
проводников и диэлектриков может быть отнесена к полупроводникам.
Электропроводность полупроводников в сильной степени зависит от внешних энергетических воздействий, а также от различных примесей, иногда в ничтожных количествах присутствующих в теле собственного полупроводника. Управляемость электропроводностью полупроводников температурой, светом, электрическим полем, механическими усилиями положена соответственно в основу принципа действия терморезисторов (термисторов), фоторезисторов, нелинейных резисторов (варисторов), тензорезисторов и т.д
Слайд 13
Магнитные материалы.
Магнетизм — это особое проявление движения электрических
зарядов внутри атомов и молекул, которое проявляется в том,
что некоторые тела способны притягивать к себе и удерживать частицы железа, никеля и других металлов. Эти тела называются магнитными.
Вокруг всякого намагниченного тела возникает магнитное поле, являющееся материальной средой, в которой обнаруживается действие магнитных сил.
При внесении в магнитное поле какого-либо тела оно пронизывается магнитными линиями, которые определенным образом воздействуют на поле. При этом различные материалы по-разному воздействуют на магнитное поле. Электромагниты нашли широкое применение в подъемных и тормозных устройствах, для закрепления в станках стальных обрабатываемых деталей, в электроавтоматах, реле и других устройствах.
Слайд 14
Способы возбуждения электрических машин
Слайд 15
Способы возбуждения машин постоянного тока. Схема принципиальная.
а б
в г
Рис а- независимое возбуждение; б- последовательное
возбуждение; в- параллельное возбуждение; г- смешанное возбуждение
Слайд 16
Способы возбуждения машин переменного тока. Схема принципиальная.
а
б в
а- коллекторный двигатель трёхфазный последовательного возбуждения; б- синхронный двигатель трёхфазный с возбуждением от постоянного магнита; в- синхронный двигатель трёхфазный с обмотками, соединёнными в звезду с невыведенной нейтралью