Класификация на електротехническите материали

Материалът е обект, притежаващ определен състав, структура и качества, създадени да изпълняват определени функции. Материалите могат да имат различни агрегатни състояния: твърди, течни, газообразни или плазмени.

Характеристики, които правят материали са разнообразни: да се осигури протичане на ток (в проводящи материали), поддържане на определена форма при механично натоварване (строителни материали), предоставяща изолация (в диелектрични материали), превръщането на електронна енергия в топлина (в съпротивителни материали). Обикновено материалът има няколко функции. Например, диелектрикът със сигурност изпитва някакъв механичен стрес, с други думи, той е структурен материал.

Материалната наука е наука, която се занимава с изучаването на състава, структурата, материалните параметри, поведението на материалите под различни ефекти: топлинни, електронни, магнитни и т.н., когато тези ефекти се комбинират.

Електротехническият материал е наука, която се занимава с материали за електротехниката и енергетиката, т.е. материали, притежаващи специфични качества, необходими за проектирането, производството и експлоатацията на електрическо оборудване.

Материалите играят решаваща роля в енергийния сектор. Например изолатори на високоволтови линии. Исторически първите, които измислят порцеланови изолатори. Развитието на тяхното производство е доста сложно, капризно. Изолаторите са доста масивни и тежки. Научи се да работи със стъкло - имаше стъклени изолатори. Те са по-лесни, по-евтини, диагнозата им е малко по-проста. И в края на краищата най-новите изобретения са изолатори от силиконов каучук.

Материалите играят решаваща роля в енергийния сектор

Първите изолатори, изработени от каучук, не бяха много успешни. На повърхността с течение на времето, създаден микропукнатини в заседналата мръсотия създаден от проводими писти, а след това да дойдат изолатори. Подробно проучване на поведението на изолаторите в електронен поле на високоволтови проводници (VI) в критериите за външен изветряне позволено да вземете няколко добавки, които подобряват устойчивост на атмосферни влияния, устойчивост на замърсяване и действието на електронните изхвърляния. В резултат на това в момента е създаден цял клас светлина, създадени са силни изолатори за различни нива на действащо напрежение.

За сравнение, теглото на окачените изолатори за HVL 1150 kV е сравнимо с теглото на проводниците в лумена между опорите и е няколко тона. Това ви принуждава да поставите допълнителни паралелни гирлянди от изолатори, което увеличава натоварването на опората. Необходимо е да се използват по-силни и означава по-мощни подкрепа. Това увеличава потреблението на материали, голямото тегло на опорите значително повишава разходите за монтаж. За справка, цената на инсталацията е до 70% от цената на изграждането на електропроводната мрежа. Например, може да се види как един елемент от структурата засяга структурата като цяло.

По този начин, електротехническите материали (ЕТМ) са една от определящите причини за техническите и икономическите характеристики на всеки
система за захранване.

Основните материали, използвани в енергетиката, могат да бъдат разделени на няколко класа: проводникови материали, магнитни материали и диелектрични материали. Това, което е обичайно за тях, е, че те се експлоатират в условията на действие на напрежението, а също и на електронното поле.

Материали за проводници

Проводниците се отнасят до материали, чиято основна електронна характеристика е електрическата проводимост, която е силно изразена в сравнение с други електротехнически материали. Прилагането им в инженеринга се потвърждава основно от тази характеристика, която определя по-високата специфична електропроводимост при обикновена температура.

Като проводници на електронен ток могат да се използват както твърди тела, така и вода и, при подходящи критерии, газове. Важните метали, използвани в електротехниката, са металите и техните сплави.

Водните проводници включват разтопени метали и различни електролити. Но за повечето метали точката на топене е висока и само живакът, който има точка на топене от минус 39 ° C, може да се използва като воден железен проводник при обикновена температура. Други метали са водни проводници при повишени температури.

Газовете и изпаренията, включително металните пари, при ниски концентрации на електронно поле не са проводници. Но ако силата на полето затъмнява определена критична стойност, която осигурява началото на шок и фотоонизация, тогава газът може да стане проводник с електрическа и йонна електрическа проводимост. Много йонизиран газ с броя на електроните, равен на броя на положителните йони на единица обем, е необичайна проводима среда, наречена плазмено име.

Важно за електротехническите качества на проводимите материали е тяхната електрическа и топлинна проводимост, както и способността за генериране на термоелектрическа енергия.

Електрическата проводимост характеризира способността на дадено вещество да провежда електронен ток. Механизмът на преминаване на тока в металите е оправдан от движението на свободни електрони под влияние на електронното поле.

Полупроводникови материали

Semiconductor кол материали, които са сами по себе си проводимост чатала между проводимост и диелектрични материали и отличителен имот, който се намира само на силната зависимост на проводимостта на концентрацията и вида на примесите или други дефекти, и почти винаги от външни енергийни въздействия (температура, осветление, и така нататък. N ) ..

Отнася се за полупроводникови материали с голяма група на електропроводимостта, съпротивлението при обикновена температура, която е по-голяма от тази на проводниците, но по-малко от това на диелектрици, и се съхранява в граници от 10-4 до 1010 ома • cm.
В енергетиката полупроводниците не се използват директно, но електрическите компоненти, базирани на полупроводници, се използват доста широко. Няма значение коя електроника в гарите, подстанциите, диспечерите, услугите и т.н. Токоизправители, усилватели, генератори, конвертори. Също така се правят полупроводници на основата на силициев карбид
Нелинейни потискащи пренапрежения в електрическите линии (OPN).

Диелектрични материали

Това се отнася до диелектрични материали, особено електронни свойства, които са способни на поляризация и в който може да бъде наличието на електростатично поле. Реал (бяло) изолатор много по-малко в близост до безупречен, долната му проводимост и по-слаба, отколкото той изрази механизъм забавяне поляризация, свързана с разсейване на електрони и топлинна енергия.

Появата на макроскопично вътрешно електронно поле във външното електронно поле, причинено от изместването на заредени частици, които съставляват молекулите на диелектрик, се нарича поляризация на диелектрик. Диелектрикът, в който се е появило такова поле, се нарича
поляризирана.

Магнитни материали

Магнитното означава материали, създадени да работят в магнитно поле със специфична помощ в тази област.
Магнитните материали са разделени на слабо магнитни и силно магнитни. Диамагнитните и парамагнетичните се наричат ​​слабо магнитни. За силно магнитни - феромагнити, които на свой ред могат да бъдат магнитно меки и магнитно твърди.

Композитни материали

Композитните материали са материали, състоящи се от няколко компонента, които изпълняват различни функции, докато има взаимодействия между компонентите.