Презентация - "Презентация по электроматериаловедению. Электроизоляционные материалы"

ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

По поведению в электрическом поле материалы подразделяют на проводниковые, полупроводниковые и диэлектрические.

Проводниковыми называют материалы, основным электрическим свойством которых является сильно выраженная электропроводность. Их применение в технике обусловлено в основном этим свойством, определяющим высокую удельную электрическую проводимость при нормальной температуре.

Металлы высокой проводимости используются для проводов, токопроводящих жил кабелей, обмоток электрических машин и трансформаторов и т. п.
Металлы и сплавы высокого сопротивления применяются для изготовления резисторов, электронагревательных приборов, нитей ламп накаливания и т. п.

К жидким проводникам относятся расплавленные металлы и различные электролиты. Для большинства металлов температура плавления высока; только ртуть, имеющая температуру плавления около минус 39°С, может быть использована в качестве жидкого металлического проводника при нормальной температуре. Другие металлы являются жидкими проводниками при повышенных температурах.

Твёрдые проводники

Наиболее широко в качестве проводникового материала применяется медь, которая обладает рядом ценных качеств: высокой электрической проводимостью, стойкостью к окислению, достаточно высокой механической прочностью; кроме того, она легко подвергается механической обработке, свариванию и пайке. Медь широко применяется в электротехнике для изготовления троллейных и обмоточных проводов, а также токоведущих частей различных электрических аппаратов.

Самым малым удельным сопротивлением при 20 °С обладает серебро, поэтому его применяют для изготовления контактов реле и аппаратов.

Алюминий — металл сравнительно легкий и недорогой, он хорошо противостоит атмосферным воздействиям. По электропроводности алюминий занимает третье место после серебра и меди.
Несмотря на меньшую (более чем вдвое) по сравнению с медью прочность, алюминиевые провода вследствие легкости и меньшей стоимости почти совершенно вытеснили медные провода на воздушных линиях, в электропроводках и в значительной степени — медные шины на подстанциях.

Еще одним из проводниковых материалов является бронза — сплав меди с оловом, кадмием, бериллием, фосфором и другими элементами. Кадмиевая бронза устойчива против трения, поэтому ее применяют для контактных проводов и коллекторных пластин особо ответственного назначения. Из бериллиевых и фосфористых бронз делают контактные и противодействующие пружины электроизмерительных приборов, детали выключателей и др.

Латунь — сплав меди и цинка — применяется для изготовления деталей электрических аппаратов и приборов в том случае, когда не может использоваться медь.

Диэлектрические материалы

Диэлектрическими называют материалы, основным электрическим свойством которых является способность к поляризации и в которых возможно существование электростатического поля. Реальный диэлектрик тем более приближается к идеальному, чем меньше его удельная проводимость и чем слабее у него выражены замедленные механизмы поляризации, связанные с рассеиванием электрической энергии и выделением теплоты.

ДИЭЛЕКТРИКИ:

ГАЗООБРАЗНЫЕ
ЖИДКИЕ
ТВЁРДЫЕ

Гексафторид серы (также элегаз или шестифтористая сера, SF6) — неорганическое вещество, при нормальных условиях тяжёлый газ, в 5 раз тяжелее воздуха
Газ без цвета и запаха.

Высокая электрическая прочность элегаза позволяет сократить изоляционные расстояния при небольшом рабочем давлении газа, в результате этого уменьшается масса и габариты электротехнического оборудования.

Воздух используется в качестве естественной изоляции между токоведущими частями электрических машин и линий электропередач. Недостатком воздуха является его окислительная способность из-за наличия кислорода и низкая электрическая прочность в неоднородных полях. Поэтому в герметизированных устройствах воздух используется редко.

Водород имеет пониженную электрическую прочность по сравнению с азотом и применяется в основном для охлаждения электрических машин. Замена воздуха водородом приводит к значительному улучшению охлаждения, так как удельная теплопроводность водорода значительно выше, чем у воздуха. Кроме того, при применении водорода снижаются потери мощности на трение о газ и вентиляцию. Поэтому водородное охлаждение позволяет повысить как мощность, так и КПД электрической машины.

Твёрдые диэлектрики

кварц

фарфор

Слюда – это природный минеральный электроизоляционный материал. Слюда обладает высокой электрической прочностью, нагревостойкостью, влагостойкостью, механической прочностью и гибкостью. Поэтому она применяется в качестве изоляции электрических машин высоких напряжений и больших мощностей.

стекло

Жидкие диэлектрики

Жидкие диэлектрики применяются в электроизоляционной технике в качестве пропитывающих и заливочных составов при производстве электро- и радиотехнической аппаратуры: в электрических аппаратах высокого напряжения, а также в блоках электронной аппаратуры. По применению они делятся на жидкости для конденсаторов, кабелей, циркулярных систем охлаждения выпрямительных установок и турбогенераторов, высокие значения по сравнению с воздухом масляных выключателей (нефтяные масла)

Полупроводниковые материалы

Полупроводниковыми называют материалы, являющиеся по удельной проводимости промежуточными между проводниковыми и диэлектрическими материалами и отличительным свойством которых является сильная зависимость удельной проводимости от концентрации и вида примесей или различных дефектов, а также в большинстве случаев от внешних энергетических воздействий (температуры, освещенности и т. п.).

Монокристаллический кремний — полупроводниковый материал, наиболее широко используемый в промышленности на сегодняшний день

Углерод

Серое олово

Германий. Светло-серый полупроводник с металлическим блеском