- Stahuj zápisky z přednášek a ostatní studijní materiály
- Zapisuj si jen kvalitní vyučující (obsáhlá databáze referencí)
- Nastav si své předměty a buď stále v obraze
- Zapoj se svojí aktivitou do soutěže o ceny
- Založ si svůj profil, aby tě tví spolužáci mohli najít
- Najdi své přátele podle místa kde bydlíš nebo školy kterou studuješ
- Diskutuj ve skupinách o tématech, které tě zajímají
Studijní materiály
Hromadně přidat materiály
Taháček
X12UEM - Úvod do elektrotechnických materiálů
Hodnocení materiálu:
Zjednodušená ukázka:
Stáhnout celý tento materiálta:
Rezistivita kvantitativně vyjadřuje míru počtu srážek vodivostních elektronů s defekty, případně s kmitajícími atomy krystalové mřížky kovu. Rezistivita má dvě složky: ρs strukturní složku a teplotně závislou složku ρT. Celková rezistivita je pak dána součtem těchto složek.
Materiály vodičů I. řádu.
Kritéria:
Velká tepelná a elektrická vodivost
Vhodné mechanické a technologické vlastnosti - pevnost, tvárnost, odolnost proti opotřebení
Ekonomika výroby
Měď: růžově hnědý, poměrně těžký, dobře tvárný kov.
Dobře se svařuje a pájí.
Vodivost je ovlivněna příměsemi a zpracováním, tvářením za studena roste u vodičů rezistivita z důvodu tvorby poruch v mřížce.
ρ = 1,724 10-8 Ω m, σ =58 106 S/m
Měkká měď se používá na izolované vodiče, tvrdá měď se používá v případech požadavků na větší tvrdost, např. na lamely komutátorů.
Slitiny: dvojkovové vodiče Al-Cu a Cu-Fe, které v sobě kombinují dobré vlastnosti složek: dobrá vodivost a kontaktní vlastnosti mědi, malou hustotu hliníku a pevnost železa.
Exconal: má jádro z hliníku a mědděný plášst a dosahuje vodivosti 80% s dobrými kontaktními vlastnostmi a je levnější než měď.
Použití slitin mědi: vinutí statorů, rotorů, transformátorů, trolejové dráty.
Hliník: stříbrobílý kov, dobře tvárný, lehký.
Na vzduchu oxiduje a pokrývá se tenkou, tvrdou, nevodivou vrstvou Al2O3. Kontaktní vlastnosti jsou díky izolujícímu oxidu horší ale vrstva se vužívá jako ochrana proti korozi. Pájitelnost a svařitelnost je horší. Nízký bod tání způsobuje tečení. Hliník je důležitý materiál pro vytváření expandovaných kontaktů a metalizace.
Polovodiče (rozdělení, charakteristika).
Za nízkých teplot se chovají jako izolanty, za vysokých teplot se chovají jako vodiče.
Proud vzniká: 1)Pohybem elektronů ve vodivostním pásu proti směru pole. 2)Pohybem děr ve valenčním pásu ve smětu působení vnějšího pole => vlastní polovodiče.
Pokud nepůsobí stálý zdoj vzniku volných e- (teplo) tak elektron a díra rekombinují (splynou). Za nízkých teplot zvyšujeme vodivost příměsemi => příměsové vodiče => nevlastní vodiče.
Typy příměsí:
Prvky z 5. skupiny periodické tabulky (dusík, fosfor, arzen) - DONORY
Prvky z 3. skupiny periodické tabulky (hliník, galium, indium) - AKCEPTORY
Střední driftová rychlost nosičů:
vdn=bnE (driftová rychlost elektronů)
vdp=bpE (driftová rychlost děr)
E-intenzita pole
bx-pohyblivost
Dielektrika a izolanty – charakteristika, struktura.
Mají R doba návratu je také delší.
Polarizace ve střídavém elektrickém poli (dielektrické ztráty).
Střídavé elektrické pole na dielektriku způsobí, že se náboje budou snažit sledovat svým posunem vnější pole aby zaujmuli polohu s nejmenší energií. Budou zpožděny, protože polarizace sleduje elektrické pole s určitým spožděním. Po připojení napětí protéká dielektrikem maximální proud, protože vazbové síly jsou slabé. S rostoucí výchylkou se ale síla zvětšuje a proud se zmenšuje až na nulu, protože kinetická energie se transformuje na potenciální energii a polaryzace s napětím jsou maximální.
Dielektrické ztráty:
Ztrátový činitel tgδ= 1/ωCR [rad]
Ztrátový úhel je možno vzít jako míru energie přeměněné na teplo. Ve ideálním dielektriku je ztrátový úhel roven nule.
Ztrátový výkon PZ=U2/R [W]
Množství energie přeměnené na teplo v jednotkovém objemu dielektrika za 1 sekundu v důsledku polarizačních ztrát.
Materiály dielektrik a izolantů.
Plynná: látky s nejmenší elektrickou pevností, vyplňůjí rovnoměrně celý objem, mají zanedbatelné ztráty, po průrazu rychle obnoví izolační vlastnosti.
Vzduch, dusík, vzácné plyny,
Kapalná: dobře vyplňují danný prostor, odvádějí přebytečné teplo, usnadňují zhašení výboje.
Rostlinné a minerální oleje(použití elektroizolační laky), syntetické kapaliny.
Pevná: zahrnují velké množství látek.
Organické látky přírodní: vosky, priskiřice.
Organické látky syntetické: elastomery, termoplasty, reaktoplasty.
Anorganické látky amorfní: skla(křemenné, olovnaté).
Anorganické látky krystalické: slída, keramika.
Specialní: pyroelektrika (spontání polarizace, která klesá s rostoucí teplotou), piezoelektrika (možnost vyvolat polarizaci pružnou deformací).
Magnetika – zdroje magnetických momentů.
Magnetické vlastnosti atomů jsou dány charakterem elektronového obalu. Elektrony při pohybu na orbitalech představují proudové smyčky, které jsou zdrojem magnetických momentů. Celkový magnetický moment atomu je roven součtu dráhového, spinového a jaderného momentu, které své učinky vektorově skládají. Při kompenzaci může být celkový moment i nulový, takovéto atomy mají dovolené stavy obsazené dvojicí atomu s opačným spinem - diamagnetické.
Atomy s kladným výsledným magnetickým momentem jsou paramagnetické.
Typy:
U 1. typu je charakteristický náhlý zánik supravodivého stavu při kritické intenzitě magnetického pole.
U typu 2. typu se při kritické intenzitě začne magnetický tok pomalu pronikat vzorkem a do určité míry intenzity je materiál stále supravodivý. Velikost kritických bodů je závislá na teplotě.
Supravodiče – supraproudy (v typu I a II), dosahování nízkých teplot.
Materiály supravodičů a jejich aplikace.
Konstrukční materiály – statická zkouška tahem, zkoušky tvrdosti.
Konstrukční materiály – zkouška vrubové houževnatosti, lom materiálu, koroze.
Paramagnetika, diamagnetika.
Vektor magnetizace: M=κmH
κm- magnetická susceptibilita. Vyjadřuje chování magnetika v magnetickém poli.
κm>0 paramagnetické látky
κm 1 paramagnetické). Jsou však látky železo, kobalt, nikl, které mají μr = 103 - 105 z důvodu schopnosti uspořádat působením vnějšího magnetického pole spin svých elektronů. Tyto látky se nazývají feromagnetické a dělají se z nich jádra cívek. Mají schopnost výrazně zesilovat magnetické účinky proudu.
Domény: malé objemy látek s usměrněnými magnetickými momenty. Vznikají protože magnetika snižují vlastní magnetickou energii. Doménová struktura vede k uzavření siločar uvnitř magnetika. Jednotlivé domény jsou posunuty o 90o nebo 180o a jsou odděleny doménovými stěnami.
Vnější magnetické pole způsobuje: pohyb doménových stěn a natáčení vektorů vektorů magnetizace v jednotlivých doménách do jednoho směru. Vždy se dějě děj který stojí nejméně energie: ve slabých polích se pohybují stěn a v silných polích se natáčejí vektory.
Křivka prvotní magnetizace, hysterezní smyčka.
Nahoře je B[T] magnetická indukce a dole je H[A/m] intenzita magnetického pole.
maximální hodnota Bs - domény jsou již uspořádány a došlo k přesicení materiálu. Cesta zpět se dělá opačným magnetickým polem.
Ztráty při střídavé magnetizaci, doprovodné jevy při magnetování.
Doprovodné jevy při magnetování:
Magnetostrikce: působením magnetického pole na spin elektronů se mění rovnovážné vzdálenosti atomů v mřížce. Při pružné deformaci dochází ke změnám magnetizace. Oba jevy jsou spojeny se spotřebou energie a tím nepříznivě ovlivňují ztráty při magnetování.
Magnetická anizotropie: Ve feromagnetickách existují směry ve kterých se snadněji magnetuje. Energii nutnou ke zmagnetování v určitém směru můžeme nazvat energií anizotropie. Velikost anizotropie je váznamná pro energetickou náročnost magnetování. Krystalová anizotropie: příčinou je různá vzdálenost atomů v odlišných směrech mřížky. Tvarová anizotropie: je způsobena mezerou nebo nehomogenitou v magnetickém obvou. Napěťová anizotropie: může být vyvolána umístěním cizích atomů a její následnou pružnou deformací.
Ztráty střídavé magentizace: ztráty vířivými proudy: Výřivé proudy vznikají ve vodivém prostřední magnetika v důsledku indukce napětí. Pro zamezení je nutné používat co nejtenčí elektricky izolované plechy nebo materiály vyrobené práškovou metalurgií.
Ztráty hysterezní: při magnetování dochází k nevratnému posunu doménových stěn a natáčení vektorů magentizace. Při střídavé přemagnetizaci dochází ke ztrátě energie. Ztráty zbytkové: jeji příčinou jsou existence doménových stěn, jejich posun, vznik a zánik. Jsou významné u průmyslových frekvencí.
Antiferomagnetika, ferity, metamagnetika.
Nemám....
Magnetické materiály.
Používají se pro konstrukci magentických obvodů ve sdělovací technice, elektrických motorech, generátorech, transformátorech. Jsou to látky kovové či nekovové se spontání magnetizací. Magneticky měkké materiály: vysoké hodnoty počáteční a maximální permeability. Požadavkem je nízky ztrátový výkon => vysoká rezistivita. Chceme malý součinitel tvarové magnetostrikce, dobrou struktutu bez poruch. Příklad: Železo a jeho slitiny a nízkouhlíkové oceli.
Magneticky tvrdé materiály: Špatně se magnetují a demagnetují, používají se tam, kde chceme vytvořit stacionární magnetické pole. Příklad: ferity a magnety ze vzácných zemin.
Supravodiče – supravodivost (podmínky), dělení supravodičů.
Látky, které přecházejí ze stavu normální vodivosti do supravodivého stavy při dostatečně nízkých teplotách. Supravodivé fáze jsou diamagnetické. Po ochlazení bude magnetický tok z látky vytlačen.
Vloženo: 23.04.2009
Velikost: 108,50 kB
Komentáře
Tento materiál neobsahuje žádné komentáře.
Copyright 2024 unium.cz