1.Классификация электротехнических материалов.

Электротехнические материалы группируют по их способности проводить электрический ток. От этого им присваивается различие – это проводниковые, полупроводниковые и электроизоляционные материалы. Способность материала проводить ток, как известно, характеризуется удельным электрическим сопротивлением.

Небольшим удельным сопротивлением (порядка ) обладают проводниковые материалы и, соответственно, являются неплохими проводниками электричества. Они используются в электроустановках как токоведущие части.

Диэлектриками называют электроизоляционные материалы – они располагают большим удельным сопротивлением

(порядка ) и отчего почти не проводят электричество. Они используются в электроустановках как изолирующие части для токоведущих частей.

По сравнению с диэлектриками и проводниками, у полупроводниковых материалов удельное электрическое сопротивление изменяется в значительном интервале - отчего полупроводники имеют особые свойства в электричестве. Применение полупроводниковых приборов часто используется в радиоэлектронных устройствах, усилителях электрических сигналов, выпрямителях переменного тока, а также в различных других областях.

Магнитные материалы составляют группу определенного действия, обладая свойством изменять магнитное поле, в которое их размещают. Их используют в изготовлении магнитопроводов, которые в свою очередь являются главной частью в устройстве электроизмерительных приборов, электрических машин, трансформаторов.

Из электротехнических материалов конструкционного типа изготавливают конструктивные элементы электроустановок.

Лаки, эмали, клей, припой и подобные им материалы используют для монтажа и изготовления электроустановок.

2.Зонная теория твердого тела.

Зонная теория твёрдого тела — квантовомеханическая теория движения электронов в твёрдом теле.

Согласно постулатам Бора, в изолированном атоме энергия электрона может принимать строго дискретные значения (также говорят, что электрон находится на одной из орбиталей).

В случае нескольких атомов, объединенных химической связью,электронные орбитали расщепляются в количестве, пропорциональном числу атомов, образуя так называемые молекулярные орбитали. При дальнейшем увеличении системы до макроскопического кристалла ,количество орбиталей становится очень большим, а разница энергий электронов, находящихся на соседних орбиталях, соответственно очень маленькой, энергетические уровни расщепляются до практически непрерывных дискретных наборов — энергетических зон. Наивысшая из разрешённых энергетических зон в полупроводниках и диэлектриках, в которой при температуре 0 К все энергетические состояния заняты электронами, называется валентной зоной, следующая за ней — зоной проводимости. В металлах зоной проводимости называется наивысшая разрешённая зона, в которой находятся электроны при температуре 0 К.

3.Поляризация и поляризованность диэлектриков. Относительная диэлектрическая проницаемость.

Поляризация диэлектрика- смещение электрических зарядов в диэлектрике под действием приложенного электрического поля. Может осуществляться благодаря сдвигу ионов относительно друг друга, деформации электронных оболочек отдельных атомов, молекул, ионов либо ориентации электрических диполей, существовавших в диэлектрике и в отсутствие электрического поля.

Различают поляризацию, возникающую под действием внешнего электрического поля, и спонтанную (самопроизвольную), существующую в отсутствии поля. В некоторых случаях поляризация диэлектриков проявляется под действием механических напряжений. Способность различных материалов поляризоваться в электрическом поле характеризуется относительной диэлектрической проницаемостью . Осуществляется благодаря сдвигу ионов относительно друг друга, деформации электронных оболочек отдельных атомов, молекул, ионов, либо ориентации электрических диполей, существовавших в диэлектрике и в отсутствие электрического поля. Существует несколько видов поляризации, отличающихся своим механизмом и свойствами:

- Электронная поляризация

- Ионная поляризация

- Ионно-релаксационная поляризация

- Дипольная поляризация

- Миграционная поляризация

Относи́тельная диэлектри́ческая проница́емость среды ε — безразмерная физическая величина, характеризующая свойства изолирующей (диэлектрической) среды. Связана с эффектом поляризации диэлектриков под действием электрического поля (и с характеризующей этот эффект величиной диэлектрической восприимчивости среды). Величина ε показывает, во сколько раз сила взаимодействия двух электрических зарядов в среде меньше, чем в вакууме. Относительная диэлектрическая проницаемость воздуха и большинства других газов в нормальных условиях близка к единице (в силу их низкой плотности).