CHƯƠNG I: VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN I. 1 Khái niệm I.1.1 Định nghĩa Là chất có vùng tự do nằm sát với vùng đầy thậm chí có thể chồng lên vùng đầy. Vật dẫn điện có số lượng điện tử tự do rất lớn, ở nhiệt độ bình thường các điện tử hoá trị trong vùng đầy có thể chuyển sang vùng tự do rất dễ dàng, dưới tác dụng của lực điện trường các điện tử này tham gia vào dòng điện dẫn. Chính vì vậy vật dẫn có tính dẫn điện tốt. I.1.2 Phân loại Vật liệu dẫn điện có thể là những vật rắn, lỏng và trong những điều kiện nhất định có thể khí. - Vật liệu ở thể rắn là các kim loại và hợp kim. Vật dẫn kim loại chia làm 2 loại là loại có điện dẫn cao và loại có điện trở cao. Kim loại có điện dẫn cao dùng làm dây dẫn, cáp điện, dây quấn máy điện, loại có điện trở cao dùng trong các dụng cụ đốt nóng bằng điện, đèn tháp sáng, biến trở. - Vật liệu ở thể lỏng là các kim loại nóng chảy và các dung dịch điện phân vì kim loại thường nóng chảy ở nhiệt độ cao trừ thuỷ ngân có nhiệt nóng chảy 39 0 C nên trong thực tế kim loại lỏng chỉ có thuỷ ngân được dùng trong thực tế kỹ thuật I.1.3 Đặc tính của vật liệu dẫn điện Khi nghiên cứu đặc tính dẫn điện của vật liệu cần quan tâm đến các tính chất cơ bản sau 1. Điện dẫn suất và điện trở suất Điện dẫn suất hay điện trở suất của vật liệu tính theo biểu thức sau: ρ 1 γ = m/Ωmm 2 Trị số nghịch đảo của điện dẫn suất γ gọi là điện trở suất ρ, nếu vật dẫn có tiết điện không đổi là S và độ dài l thì: l S Rρ = Đơn vị của điện trở suất là Ω.mm 2 /m, quan hệ giữa các đại lượng này như sau: 1Ω.m = 10 6 Ωmm 2 /m = 10 6 µΩm 1Ωmm 2 /m = 1 µΩm Trị số điện trở suất của vật dẫn kim loại biến đổi trong khoảng tương đối rộng từ 0.016(bạc) đến 10Ωmm 2 /m (hợp kim sắt- crôm- nhôm). 2. Hệ số nhiệt của điện trở suất Điện trở suất của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ trong khoảng nhiệt độ hẹp quan hệ giữa điện trở suất với nhiệt độ gần như đường thẳng, giá trị điện trở suất ở cuối đoạn nhiệt độ ∆t có thể tính theo công thức sau: 1 t).α(1ρρ P0t ∆+= Trong đó: ρ t : điện trở suất đo ở nhiệt độ t 0 ρ 0 : điện trở suất ở nhiệt độ ban đầu t 0 α P : hệ số nhiệt của điện trở suất Hệ số nhiệt của điện trở suât nói lên sự thay đổi điện trở suất của vật liệu khi nhiệt độ thay đổi. 3. Nhiệt dẫn suất Nhiệt dẫn suất của kim loại dẫn điện có quan hệ vơi điện dẫn suất kim loại các kim loại khác nhau ở nhiệt độ bình thường với điện dẫn suất tính bằng S/m còn nhiệt dẫn suất tính bằng W/độ.m 4. Hiệu điện thế tiếp xúc và sức nhiệt động Khi cho hai kim loại khác nhau tiếp xúc thì giữa chúng phát sinh hiệu điện thế nguyên nhân sinh ra hiệu điện thế tiếp xúc là công thoát điện tử của kim loại khác nhau đông thời do số điện tử tự do khác nhau mà áp lực khi điện tử ở kim loại khác nhau có thể không giống nhau. 5. Hệ số nhiệt độ dãn nở dài của vật dẫn kim loại Hệ số dãn nở nhiệt theo chiều dài của vật dẫn kim loại là trị số của hệ số dãn nở dài theo nhiệt độ và nhiệt độ nóng chảy . Khi hệ số cao sẽ dễ nóng chảy ở nhiệt độ thấp còn kim loại có hệ số nhỏ sẽ khó nóng chảy(α l ). 6. Tính cơ học của vật liệu Tính chất cơ học hay còn gọi là cơ tính là khả năng chống lại tác dụng của lực bên ngoài lên kim loại Cơ tính kim loại bao gồm tính đàn hồi, tính dẻo, tính dai, độ cứng, chịu được va chạm, và độ chịu mỏi I.2 Một số vật liệu dẫn điện thông dụng 1. Đồng ( Cu) a. Tầm quan trọng trong kỹ thuật điện Đồng là vật liệu quan trong nhất trong tất cả các vật liệu dẫn điện được dùng trong kỹ thuật điện vì nó có điện dẫn suất, nhiệt dẫn suất lớn( sau bạc),nó có sức bền cơ khí lớn, chống lại sự ăn mòn khí quyển và có tính đàn hồi cao. Vì vậy đồng trở thành vật liệu quan trong nhát để sản xuất dây điện và nó là kim loại hiếm chỉ chiếm 0,01% trong lòng đất b. Phân loại Đồng được sử dụng trong công nghiệplà đồng tinh chế nó được phân loại trên cơ sở tạp chất lẫn vào trong đồng tức là mức độ tinh khiết và không tinh khiết Bảng I.1 Ký hiệu Cu% tối thiểu Hướng dẫn sử dụng CuE 99,95 Đồng điện phân, dây dẫn điện, hợp kim nguyên chất mịn 2 Cu9 Cu5 Cu0 99,90 99,5 99,0 Dây dẫn điện, hợp kim mịn dễ dát mỏng, bán thành phẩm với yêu cầu đặc biệt Bán thành phẩm như dạng tấm, dạng ống hợp kim dùng để dát mỏng và rót các chi tiết c. Đặc tính chung của đồng Đồng là kim loại có màu đỏ nhạt nó có điện dẫn suất, nhiệt dẫn suất cao có sức bền cơ khí tương đối lớn dễ dát, dễ vuốt dãn dễ gia công khi nóng và nguội (rèn kéo sợi dát mỏng) có sức bền lớn khi va đập và ăn mòn, có sức đề kháng cao với thời tiết xấu và có khả năng tạo thành hợp kim tốt đồng thời có khả năng hàn gắn dễ dàng Trọng lượng riêng ở 20 0 C : 8.90 kg/dm 3 Nhiệt độ nóng chảy : 1083 0 C Điện trở suất : - Dây mềm : 0.01748 Ωmm 2 /m - Dây cứng : 0.01786 Ωmm 2 /m d. Ứng dụng Do đặc tính về cơ và điện đặc biệt của đồng, đồng thời nó có sức bền cao ở thời tiết xấu nên đồng là kim loại được sử dụng phổ biến trong kỹ thuật điện như trong kết cấu máy điện, máy biến thế, làm dây dẫn điện cho đường dây trên không, dây tải điện, dùng trong các khí cụ điện, trang thiết bị điện, trong thiết bị vô tuyến viễn thông . 2. Hợp kim của đồng a. Đặc điểm – phân loại *Đặc điểm : là kim loại trong đó vật liệu đồng là cơ bản vì nó sức bền cơ khí lớn, độ cứng cao, độ dai tốt màu đẹp và có tính dễ nóng chảy. Hợp kim đồng có thể đúc các hình dạng phức tạp trênmáy công cụ và có thể phun lên mặt lim loại khác bằng phương pháp mạ điện *Phân loại : Hợp kim chính của đồng được dùng trong kỹ thuật là đồng thanh và đồng thau b. Hợp kim đồng thanh *Thành phần -tính chất Đồng thanh là hợp kim của đồng có thêm một số kim loại khác để tăng cường độ cứng, tăng sức bền và dễ nóng chảy theo các vật liệu thêm vào ta phân biệt: - Đồng thanh- thiếc: hợp kim đồng thiếc đôi khi thêm vào một số kim loại khác để làm thay đổi các tính chất cơ, hoá học chúng tạo nên sức bền chống ăn mòn - Đồng thanh -thiếc -kẽm ( thiếc 3÷ 9%, kẽm 4 ÷11%) - Đồng thanh -thiếc hoặc đồng thanh -chì - thiếc ( chì 4÷ 17%) - Đồng thanh không thiếc ( Al, Mn,Ni) trong đó đồng chiếm 78% *ứng dụng 3 - Đồng thanh được sử dụng trong chế tạo máy và khí cụ điện để gia công các chi tiết dùng nối dây dẫn, dữ dây, vòng đầu dây, hệ thống nối đất - Từ đồng thanh người ta dùng để chế tạo cổ góp điện, giá đỡ chổi than, các tiếp điểm ổ cắm c. Hợp kim đồng thau Là hợp kim đồng - kẽm trong đó kẽm không vượt quá 46%. Ứng dụng đồng thau trong kỹ thuật điện để gia công các chi tiết dẫn dòng điện như các đầu cực bảng phân phối, phích cắm, đui đèn 3. Nhôm (Al) a. Tầm quan trọng trong kỹ thuật điện Sau vật liệu đồng nhôm là vật liệu quan trong thứ 2 được sử dụng trong kỹ thuật điện vị nó có điện dẫn suất cao ( chỉ thua bạc và đồng ), trộng lượng riêng giảm, tính chất vật lý và hoá học cho ta khả năng dùng nó làm dây dẫn điện .Nhưng nhôm có nhược điểm là sức bền cơ khí tương đối bé và khó khăn trong việc thực hiện tiếp xúc điện. Nhôm là vật liệu có rất nhiều trong trái đất khoảng 7,5% b.Phân loại Nhôm được duìng trong công nghiệp được phân loại trên tỉ lệ phần trăm của kim loại tinh khiết Ký hiệu Nhôm Hàm lượng tạp chất Lĩnh vực ứng dụng Fe Si Fe+Si Cu T. tạp AB-1 AB-2 A-00 A-0 A-1 A-2 99,90 99,85 99,7 99,6 99,5 99,0 0.060 0.100 0.160 0.250 0.300 0.500 0.060 0.080 0.160 0.200 0.300 0.500 0.095 0.142 0.260 0.360 0.450 0.900 0.005 0.008 0.010 0.010 0.015 0.020 0.100 0.150 0.300 0.400 0.500 1.000 điện cực tụ điện, tụ điện cáp điện,dây dẫn,công nghiệp hoá chất cáp điện, dây dẫn hợp kim nhôm d. Sự tạo thành Nhôm dùng trong công nghiệp phụ thuộc vào mục đích của nó theo các tiêu chuẩn nước ngoài thì nhôm sử dụng làm dây dẫn điện phải gồm : - Nhôm tinh khiết tối thiểu 99,5% - Sắt -Silic 0.45% - Đồng- Kẽm 0.05% Nhôm được dùng chế tạo điện cực tụ điện phải có độ tinh khiết cao mà tạp chất tối đa không quá 0.05% e. Các đặc tính chung - Nhôm là kim loại có màu trắng bạc nhẹ, dễ dát mỏng, vuốt giãn có thể gia công dễ dàng khi nóng và nguội, dễ kéo sợi , nhôm rất bền vững không chịu ăn mòn của môi trường không khí, nước ngọt - Nhôm là kim loại rất mềm rất ít đề kháng khi va chạm và xây xát, khi kéo và cắt - Nhôm dễ phá huỷ ở môi trường muối, HCl, H 2 SO 4 - Nhôm khó hàn nối Trọng lượng riêng ở 20 0 C 2.7kg/dm 3 4 Nhiệt độ nóng chảy 657 0 C Điện trở suất 2.941Ωmm 2 /m Chú ý: Không nên thực hiện mối nối giữa đồng và nhôm vì chúng điện phân làm hao mòn nhanh chóng trên bề mặt tiếp xúc gây tiếp xúc xấu e.ứng dụng +Do tính chất cơ ,điện và đặ biệt nhôm có sức đề kháng cao với thời tiết xấu và nhôm có trong thiên khá nhiều nên nhôm được sử dụng phổ biến trong kỹ thuật điện để chế tao: - Dây dẫn điện ở đường dây truyền tải - Dây cáp điện - Các thanh góp và các chi tiết trong thiết bị điện - Dây dẫn dùng để quấn - Làm tụ điện - Các roto của động cơ điện - Các chi tiết, đầu nối giắc cắm + Dây dẫn nhôm được dùng rất phổ biến ở các đường dây trên không sau khi người ta sử dụng phương pháp để đảm bảo trạng thái tiếp xúc giữa các mối nối liên kết. + Để tăng cường sức bền cơ khí của dây dẫn người ta chế tạo những dây dẫn thép nhôm tổng hợp có phần lõi là thép một sợi hây nhiều sợivà quấn một lớp hây nhiều lớp nhôm xung quanh lõi thép này 4. Hợp kim của nhôm a. Đặc điểm -phân loại -Nhôm có nhiều hợp kim dùng để đúc và để kéo dây dẫn điện. Các hợp kim chính của nhôm dùng để đúc Al-Cu-Ni, Al-Cu,Al-Cu-Zn -Các hợp kim dùng làm dây dẫn trên cơ sở nhôm là chính và dùng dây dẫn thép nhôm chế tạo sao cho có đặc tính cơ tốt -Nhôm có sức bền đứt 16÷17kg/mm 2 tức là bằng khoảng 65% sức bền của dây dẫn đồng cùng loại b. Hợp kim -aldrey” (Mg, Si, Al) Là hợp kim phổ biến dùng để chế tạo dây dẫn và mang tên aldrey chúng là hợp kim của Al- Mg(0.3÷ 0.5%)-Si(0.4÷0.7%)-Fe(0.2÷0.3%) đặc tính của dây là có sức bền gấp 2lần so với dây dẫn nhôm 5. Chì ( Pb) a. Sản xuất chế tạo - Chì được nhận từ các mỏ thông qua nhiều phương pháp để thu được chì thô sản phẩm thu được là 92÷96%Pb chì thô - Chì thô được tinh luyện theo phương pháp nóng chảy hay điện phân để loại bỏ tạp chất và cuối cùng thu được chì với mức độ tinh khiết 99.5÷ 99.994% - Chì kỹ thuật cung cấp dưới dạng thỏi 35÷ 55kg nó được dùng trong cấu tạo cáp điện và nhiều lĩnh vực khác 5 - Chí dùng chế tạo ăcquy được cung cấp dạng thỏi 35÷ 45kg b. Đặc tính chung của chì - Chì là kim loại có màu tro sáng ngả xanh da trời là kim loại rất mềm dẻo, ở nhiệt độ thấp chì có tính dẫn điện rất tốt - Nó có sức bền đối với thời tiết xấu, không bị tác dụng của HCl, H 2 SO 4 và sút - Nó dễ hoà tan trong axit Nitri, axit axêtic pha loãng - sự bay hơi của chì rất độc hại - Chì là kim loại dễ dát mỏng, dễ kéo thành lá mỏng Trọng lượng riêng ở 20 0 C 11.34 kg/dm 3 Nhiệt độ nóng chảy 327 0 C Điện trở suất 0.208Ωmm 2 /m c.ứng dụng - Chì được sử dụng làm lớp bảo vệ ở cáp điện nhằm chống lại ẩm ướt - Chì được dùng chế tạo các tấm bản cực acquy điện( trong trường hợp này các tấm bản cực sử dụng vật liệu chì có độ tinh khiết 99%) - Chì dùng làm dây chảy để bảo vệ đường dây dẫn điện 5. Wonfram Là kim loại rắn, rất nặng, có màu xám và có nhiệt độ nóng chảy cao nhất trong các kim loại (3370 0 C) Wonfram được dùng làm tiếp điểm. ưu điểm của tiếp điểm wonfram: - Ổn định lúc làm việc - Độ mài mòn cơ nhỏ do vật liệu có độ cứng cao - Có khả năng chống tác dụng của hồ quang, không làm dính các tiếp điểm do khó nóng chảy - Độ ăn mòn bề mặt nhỏ Nhược điểm của wonfram khi làm vật liệu tiếp xúc: - Khó gia công - Ở điều kiện khí quyển tạo thành mạng oxít - Cần có áp lực tiếp xúc lớn để có trị số điện trở tiếp xúc nhỏ Nó còn ứng dụng làm sợi dây tóc bóng đèn 6. Palatin (bạch kim) Bạch kim là kim loại không kết hợp với oxy và rất bền vững với thuốc thử hoá học. Bạch kim dễ gia công cơ khí, kéo thành sợi mảnh và tấm mỏng Ứng dụng : - Dùng để sản xuất các cặp nhiệt ở nhiệt độ làm việc đến 1600 0 C - Sợi platin đặc điệt mảnh, đường kính 0.001mm dùng để treo hệ thống động trong các đồng hồ điện và các dụng cụ có độ nhạy cao 7. Bạc Bạc là kim loại có màu trắng không bị ôxy hoá ở điều kiện làm việc bình thường. Bạc có trị số điện trở suât nhỏ nhất trong các kim loại Bạc dùng để sản xuất các tiếp điểm có dòng điện nhỏ và dùng làm bản cực trong sản xuất tụ gốm, tụ mica 6 8. Vàng Vàng là kim loại có màu sáng chói có tính dẻo cao trong kỹ thuật điện vàng được dùng như vật liệu tiếp xúc để làm lớp mạ chống ăn mòn, điện cực của tế bào quang điện,và các cơng việc khác. Vàng là vật liệu q hiếm, đắt tiến nên chỉ sử dụng khi cần thiết. 9. Vật liệu làm tiếp điểm điện a. Các yêu cầu của vật liệu làm tiếp điểm Vật liệu làm tiếp điểm cần phải thoã mãn các điều kiện: 7 CHƯƠNG II : VẬT LIỆU DẪN TỪ II.1 Khái niệm chung 1. Những đặc trưng của vật liệu dẫn từ Vật liệu dẫn từ là vật liệu khi đặt trong từ trường nó bị từ hoá cho phép từ thông chạy qua vật liệu. ϕ = B.S Cos ϕ = µ t . H . Cos ϕ µ t : Hệ số từ thẩm. H: Cường độ từ trường. S: Tiết diện của vật liệu. ϕ: Góc tạo bởi Véc tơ B với phương vuông góc S Căn cứ vào hệ số từ thẩm µ người ta chia vật liệu từ thành 3 loại: + Vật liệu thuận từ có µ > 1 nhưng không nhiều tức là vật liệu dẫn từ nhưng kém. Ví dụ: Al, Sn, Mn. + Vật liệu nghịch từ µ < 1 không nhiều tức là vật liệu không dẫn từ. Ví dụ: Cu, Pb, Zn +Vật liệu sắt từ là những chất có µ tương đối lớn khoảng vài trăm đến vài nghìn lần Vậy vật liệu dẫn từ trong kỹ thuật điện chính là vật liệu sắt từ mà vật liệu sắt từ chính là sắt và hợp kim sắt trong đó thép là vật liệu đóng vai trò quan trọng. 2. Phân loại Chia làm 3 nhóm - Vật liệu từ cứng - Vật liệu từ mềm - Vật liệu từ có công dụng đặc biệt 3. Vật liệu sắt từ Quá trình vật liệu sắt từ có thể đặc trưng bằng đường cong từ hoá B =F(H), có dạng tương đối với tất cả vật liệu sắt từ Độ từ thẩm là tỉ số đại lượng cảm ứng từ B và cường độ từ trường H ở điểm xác định trên đường cong từ hoá cơ bản B Hình 2 8 12000 4000 8000 G H 1.2 0.4 0.8 0 0.2 0.4 0.6 0.8 T 1 2 3 Đường cong từ hoá 1- Sắt đặc biệt tinh khiết. 2- Sắt tinh khiết(99.98%Fe), 3- Sắt kỹ thuật tinh khiết(99.92% Fe) Trên hình trục dọc bên trái giá trị cảm ứng từ tính theo gaus, bên phải tính theo tesla (T)1gaus = 10 -4 T .Trên trục ngang cường độ từ trường H đơn vị là ơcstet, 1ơstet = 79,6A/m Độ từ thẩm µ khi H=0 gọi là độ từ thẩm ban đầuđó là trị số của nó trong từ trường yếu khoảng 0.001ơcstet, giá trị lớn nhất của độ từ thẩm ở từ trường mạnh, trong vùng bão hoà từ độ từ thẩm tiến tới bằng 1 Hệ số từ thẩm là đại lượng đặc trưng cho vật liệu sắt từ trong từ trường xoay chiều nó là tỉ số giữa biên độ cảm ứng từ với biên độ cường độ từ trường Độ từ thẩm của vật liệu sắt từ phụ thuộc vào nhiệt độ, đôi với sắt tinh khiết khoảng 768 0 C, niken 358 0 C, côban 1131 0 C. Khi nhiệt độ vượt quá các vùng từ hoá tự phát bị phá huỷ do chuyển động nhiệt vì thế vật liệu mất từ tính II.2 Một số vật liệu dẫn từ 1. Thép kỹ thuật điện a. Sản xuất và chế tạo - Thép là sản phẩm được nhận từ gang, thép được sản xuất theo con đường sử dụng điện điện dung, lò hồ quang, lò điện cảm ứng. - Thép công nghiệp là hợp kim luôn chứa cácbon và có những nguyên tó hoá học ảnh hưởng đến đặc tính kỹ thuật như ( Si, Mn, S, P, Cr, Cu, Al) thép chứa tỉ lệ 0.5 ÷ 1.7% cacbon có điện trở suất 0.13÷0.143Ωmm 2 /m , nhiệt độ nóng chảy 1535 0 C, trọng lượng riêng 7.86kg/dm 3 b. Ứng dụng - Vật liệu dẫn từ thường dùng là vật liệu sắt từ như thép lá kỹ thuật điện, thép lá thường, thép đúc thép rèn gang ít được dùng vì dẫn từ không tốt lắm. - ở đoạn mạch có từ thông biến đổi tần số 50Hz thường dùng thép lá kỹ thuật dày 0.35 ÷ 0.5mm có pha thêm 2 ÷ 5% Niken để tăng điện trở thép và giảm dòng điện xoáy - ở tần số cao hơn dùng thép lá kỹ thuật dày 0.1 ÷0.2mm - Thép tấm là hợp kim Fe +Si dùng làm lõi sắt máy biến áp, máy điện với mục đích giảm tổn thất điện áp trong lõi thép 2. Vật liệu từ cứng a. Thép hợp kim hoá Loại thép này là đơn giản nhất và dễ kiếm nhất để làm nam châm vĩnh cửu chúng được hợp kim hoá với các chất phụ như wonfram, crôm, côban, và được nhiệt luyện đặc biệt sau đó được ổn định trong nước sôi 5giờ. b. Hợp kim từ cứng đúc Hợp kim 3 nguyên tố Al- Ni- Fe là hợp kim có năng lượng từ lớn . Khi cho thêm côban hay silic thì tính chất từ của hợp kim tăng lên . Tính chất từ của các vật liệu từ cứng phụ thuộc vào cấu tạo và cấu trúc từ và đạt tính chất từ tốt . Nhược điểm của hợp kim này là khó chế tạo, các chi tiết có kích thước chính xác do hợp kim giòn và cứng chỉ có thể gia công bằng phương pháp mài. 9 c. Ferit từ cứng Chúng có tính ổn định cao đối với tác dụng của từ trường ngoài, cịu được lắc, va đập Khối lượng riêng 4,4 đến 4,9 g/cm 3 , điện trở suất 10 6 đến 10 9 Ω.cm ứng dụng dùng chế tạo nam châm dùng ở tần số cao, giá thành rẻ nhưng nhược điểm là độ bền cơ thấp, độ giòn lớn, tính chất từ phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ. 3. Sắt Trong sắt kỹ thuật tinh khiết thường có một lượng nhỏ cácbon, lưu huỳnh, mangan, silic và các nguyên tố khác làm ảnh hưởng tính chất từ của sắt vì chúng có điện trở tương đối thấp nên sắt tinh khiết kỹ thuật được sử dụng tương đối ít chủ yếu làm mạch từ với từ thông không đổi. 4. Thép mềm Thép lá kỹ thuật điện là vật liệu từ mềm được dùng rộng rãi nhất việc đưa silic vào thành phần của thép này làm tăng điện trở suất, do đó tổn hao do dòng điện xoáy giảm xuống. Thép lá kỹ thuật điện của Liên xô có một số loại sau: ∋11,∋12, ∋13, ∋21, ∋22, ∋31, ∋32, ∋41, ∋42, ∋43, ∋44, ∋45, ∋46 Thép có hàm lượng silic cao chủ yếu dùng để làm lõi máy biến áp mà ta thường gọi là tôn silic có độ dày 0.1đến 1mm 10 [...]... trong vật liệu cách điện hiện tượng này chỉ xảy ra nếu điện áp lớn hơn trị số cho phép của vật liệu cách điện - Đánh thủng toàn phần hoặc bên trong vật liệu cách điện là làm cho vật liệu cách điện bị đánh thủng, với vật liệu ở thể khí và thể lỏng chỉ xuyên thủng trong giây lát, với vật liệu cách điện ở thể rắn thì bị phá huỷ vĩnh viễn không sử dụng lại được - Phóng điện bề mặt tiếp xúc giữa hai vật liệu. ..CHƯƠNG III: VẬT LIỆU DẪN TỪ III.1 Tính dẫn điện của chất bán dẫn III.1.1 Khái niệm chung 1 Chất bán dẫn là gì ? chất bán dẫn chiếm vị trí trung gian là chất dẫn điện nhỏ hơn kim loại và cách điện lớn hơn chất cách điện 2 Đặc tính cơ bản của chất bán dẫn Tính dẫn điện phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ và nồng độ tạp chất trong chất bán dẫn ngoài ra còn phụ thuộc vào các... cao những thông số điện- cơ của vật liệu bị suy giảm, tính chịu nhiệt của cách điện cũng giảm - Sự bay h i: là những sản phẩm làm mềm dễ bay hơi khi thoát đi làm cho vật liệu giòn, co ngót do tính chất cơ bị suy giảm IV.2 Vật liệu cách điện- tính chất IV.2.1 Định nghĩa Vật liệu cách điện là chất có vùng cấm lớn đến mức ở điều kiện bình thường sự dẫn điện bằng điện tử không xảy ra Các điện tử hoá trị tuy... cách điện của vật liệu bị giảm nhiều còn những vật liệu cách điện không cho nước đi vào bên trong nó khi đặt ở môi trường có độ ẩm cao thì trên bề mặt có thể ngưng tụ một lớp ẩm làm cho dòng rò bề mặt tăng, điện áp phóng điện dọc theo bề mặt giảm và có thể gây sự cố cho thiết bị điện 2 Tính cơ học của vật liệu cách điện Vật liệu cách điện trong các thiết bị điện khi vận hành ngoài sự tác động của điện. .. dẫn còn lỗ trống là hạt dẫn thiểu số tính dẫn điện của chất bán dẫn này gọi là chất bán dẫn N 2 Chất bán dẫn P - Chất bán dẫn P khi pha tạp chất cho vào chất bán dẫn khi đó chất bán dẫn thiếu điện tử và hình thành các lỗ trống các lỗ trống này dễ dàng nhận điện tử của các nguyên tử kế cận gọi là chất bán dẫn P Ngoài ra chất bán dẫn như cacbon, selen, silic, gemani cũng được sử dụng trong kỹ thuật điện. .. vùng tự do để tham gia vào dòng điện dẫn Chiều rộng vùng cấm khoảng từ 1,5 đến vài điện tử vôn IV.2.2 Phân loại a Phân loại theo trạng thái vật lý - Vật liệu cách điện có ở thể rắn, thể lỏng, thể khí - Vật liệu ở thể khí và thể lỏng phải sử dụng với vật liệu thể rắn thì mới hình thành được - Vật liệu ở thể rắn phân loại thành nhóm cứng, đàn hồi, có sợi, băng - Vật liệu ở thể lỏng và thể rắn có thể... điệnvô cơ gồm các chất khí, chất lỏng không cháy và các vật liệu như gốm sứ, thuỷ tinh, mica, amiăng c Phân loại theo tính chịu nhiệt là phân loại cơ bản khi lựa chọn vật liệu cách điện trước hết phải biết vật liệu cách điệncó tính chịu nhiệt theo cấp nào Bảng: Cấp chịu nhiệt của vật liệu cách điện Cấp cách điện Nhiệt độ cho phép 0C Các vật liệu cách điện chủ yếu Y 90 Giấy, vải sợi, lụa, phíp, cao su 14... xảy ra trong vật liệu cách điện đềi có tác động đến sự hoá già của vật liệu cách điện Tính chất của vật liệu hoá già là mức độ giảm sút chức năng cách điện giữa những chi tiết kim loại mang điện ở điện thế khác nhau và chủ yếu là vật liệu hữu cơ 2 Những yếu tố ảnh hưởng đến sự hoá già của vật liệu cách điện - Chủ yếu là nhiệt và phụ tải nhiệt làm giảm sút tính chất cách điện khi nhiệt độ tăng - Những... độ, điện trường 3 Phân loại chất bán dẫn Chất bán dẫn mà ở mỗi nút mạng tinh thể chỉ có nguyên tử của chất đó thì gọi là chất bán dẫn nguyên tính Chất bán dẫn mà ở mỗi nút mạng tinh thể có các nguyên tử của chất khác thì gọi là chất bán dẫn có tạp chất III.1.2 Tính dẫn điện của chất bán dẫn có tạp chất 1 Chất bán dẫn N - Chất bán dẫn N khi pha tạp chất cho vào chất bán dẫn khi đó điện tử là hạt dẫn. .. hoá già vật liệu cách điện Ví dụ: Đối với vật liệu giấy thì độ ẩm tăng làm giảm nhanh tuổi thọ cách điện - Những tác động cơ học trong quá trình chế tạo, vận hành càng làm ảnh hưởng đến sự hoá già vật liệu cách điện 13 3 Những quá trính hoá học chủ yếu gây nên sự hoá già của vật liệu cách điện - Sự oxy hoá là những tác dụng từ bên ngoài thúc đẩy nhanh quá trình oxy hoá -oxy hoá làm cho trong vật liệu . tính của vật liệu dẫn điện Khi nghiên cứu đặc tính dẫn điện của vật liệu cần quan tâm đến các tính chất cơ bản sau 1. Điện dẫn suất và điện trở suất Điện dẫn suất hay điện trở suất của vật liệu tính. làm tiếp điểm Vật liệu làm tiếp điểm cần phải thoã mãn các điều kiện: 7 CHƯƠNG II : VẬT LIỆU DẪN TỪ II.1 Khái niệm chung 1. Những đặc trưng của vật liệu dẫn từ Vật liệu dẫn từ là vật liệu khi đặt. số vật liệu dẫn điện thông dụng 1. Đồng ( Cu) a. Tầm quan trọng trong kỹ thuật điện Đồng là vật liệu quan trong nhất trong tất cả các vật liệu dẫn điện được dùng trong kỹ thuật điện vì nó có điện