Билет 22

Вопрос 1.

Надежность и экономичность работы электрических аппаратов, машин, приборов и электроустановок в целом зависят от качества электротехнических материалов и их применения, а также правильного выбора. О назначении, свойствах различных современных электротехнических материалов, работающим по электротехническим профессиям нужно знать о зависимости этих свойств от действия электрических и магнитных полей.

Прежде всего, классифицируют электротехнические материалы по способности проводить электрический ток. Полупроводниковые электроизоляционные и проводниковые материалы различают по этому признаку. Известно, что проводить электрический ток материал способен характерным удельным электрическим сопротивлением (можно просто удельным сопротивлением). Небольшое удельное сопротивление имеют проводники или же проводниковые материалы где-то порядка 10-6 – 10-8 Ом.м, и потому приходятся отличными проводниками электрического тока. В качестве токоведущих частей их применяют в электроустановках.

Электроизоляционные материалы практически не проводят электрический ток, часто их называют, диэлектриками, обладают большим удельным сопротивлением, порядка 108 – 1013 Ом.м. Они используются для изолирования токоведущих частей электроустановок. Полупроводниковые материалы, а точнее удельное сопротивление полупроводников изменяется в очень большом интервале по сравнению с диэлектриками и проводниками – от 10-5 до 108 Ом-м.

Особым рядом электрических свойств обладают полупроводники. Широко используют полупроводниковые приборы в усилителях электрических сигналов, радиоэлектронных устройствах, выпрямителях переменного тока и многих других областях. Магнитные материалы составляют определенную группу. Свойством изменять магнитное поле обладают магнитные материалы, в которое их помещают. Им находят нужное применение в изготовлении трансформаторов, являющихся в них важной частью магнитопроводов, а также в электроизмерительных приборах, электрических машинах; их применяют для изготовления стабильных магнитов, и в прочих других деталях, применяемых в автоматике, радиоэлектронике, телефонной связи.

Из конструкционных электротехнических материалов изготовляют конструктивные элементы электроустановок, к которым относятся многие электроизоляционные и проводниковые материалы. Примером этого является ряд изделий из стали, пластмассы, керамики. Из керамики изготавливают основания электронагревательных приборов и реостатов, из пластмассы – корпуса электроизмерительных приборов, рукоятки рубильников, щитки, из стали – конструкции на которых крепят токоведущие части, щиты, корпуса электрических машин. Применяют также эмали, клеи, лаки, припои и подобные им материалы для изготовления и монтажа электроустановок. Их так же называют подсобными электротехническими материалами.

Вопрос 2.

Исходное сырье: магнитный порошок, из которого получают детали, в том числе миниатюрные, достаточно точных размеров и не требующих дальнейшей механической обработки. Высококоэрцитивное состояние этих магнитов достигается за счет еще большего измельчения исходного материала, чем у магнитов из литых сплавов.

Металлокерамические магниты получают методом порошковой металлургии: из тонкодисперсных порошков сплавов системы Fe—Al—Ni, легированных Со, Si, Сu и др., прессуют изделия требуемой формы и размеров и при высокой температуре спекают. Полученные изделия содержат 3—5% по объему пор, которые понижают Вr и Wм на 10—20% по сравнению с магнитами из литых сплавов, но практически не влияют на Hс. Механические свойства их лучше, чем у литых магнитов. Промышленные металлокерамические магниты имеют Hс. = 24–128 кА/м, Вr = 0.48–1.1 Тл,Wм = 3–16 кДж/м3.

Металлопластические магниты получают прессованием тонкодисперсного порошка сплавов тех же систем, что и для металлокерамических изделий, смешанного с порошком диэлектрика. Из-за жесткого наполнителя необходимо высокое давление (до 500 МПа); температура полимеризации (сшивки) диэлектрика — до 180°С. В образовавшемся изделии связующим (фазой-матрицей) является диэлектрик, наполнителем (прерывистой фазой) — магнитный порошок. Механические свойства металлопластических магнитов лучше, чем у литых сплавов, но магнитные свойства хуже, так как содержат до 30% по объему неферромагнитную фазу из диэлектрика: Вr меньше на 35–50%, Wм — на 40–60%. Из-за высокого ?V такие магниты можно применять в переменных магнитных полях повышенной частоты.

К металлопластическим магнитам можно отнести эластичные магниты, в которых наполнителем, как правило, является феррит бария, а связующим — резина. Изделия из них можно изготавливать самой разнообразной формы; их можно резать ножницами, штамповать, скручивать. Эластичные магниты («магнитная резина») на основе феррита бария имеют следующие характеристики: Вr = 0.145 Тл, Hс. = 93 кА/м, Wм = 2 кДж/м3 ,?V = 104 Ом•м.

Билет 25