Pag-uuri ng mga de-koryenteng materyales

Ang materyal ay isang bagay na may isang tiyak na komposisyon, istraktura at mga katangian, na idinisenyo upang maisagawa ang ilang mga function. Ang mga materyales ay maaaring magkaroon ng iba't ibang pinagsama-samang estado: solid, likido, gas o plasma.

Ang mga pag-andar na ginagampanan ng mga materyales ay magkakaiba: tinitiyak ang daloy ng kasalukuyang (sa mga conductive na materyales), pagpapanatili ng isang tiyak na hugis sa ilalim ng mga mekanikal na pag-load (sa mga istrukturang materyales), pagbibigay ng pagkakabukod (sa mga dielectric na materyales), pag-convert ng elektrikal na enerhiya sa init (sa mga resistive na materyales) . Karaniwan, ang materyal ay may ilang mga pag-andar. Halimbawa, ang isang dielectric ay kinakailangang nakakaranas ng ilang uri ng mekanikal na stress, iyon ay, ito ay isang istrukturang materyal.

Agham ng mga materyales - isang agham na tumatalakay sa pag-aaral ng komposisyon, istraktura, katangian ng mga materyales, pag-uugali ng mga materyales sa ilalim ng iba't ibang impluwensya: thermal, elektrikal, magnetic, atbp., pati na rin kapag pinagsama ang mga impluwensyang ito.

Mga de-koryenteng materyales — ito ay isang sangay ng agham ng mga materyales na tumatalakay sa mga materyales para sa electrical engineering at enerhiya, i.e.mga materyales na may mga tiyak na katangian na kinakailangan para sa disenyo, paggawa at pagpapatakbo ng mga de-koryenteng kagamitan.

Ang mga materyales ay may mahalagang papel sa sektor ng enerhiya. Halimbawa insulators para sa mataas na boltahe linya. Sa kasaysayan, ang unang lumabas na may mga porselana na insulator. Ang teknolohiya ng kanilang produksyon ay medyo kumplikado at pabagu-bago. Ang mga insulator ay medyo malaki at mabigat. Natutunan naming magtrabaho sa salamin - lumitaw ang mga insulator ng salamin. Ang mga ito ay mas magaan, mas mura at medyo mas madaling masuri. Sa wakas, ang mga kamakailang imbensyon ay silicone rubber insulators.

Ang mga unang insulator ng goma ay hindi masyadong matagumpay. Sa paglipas ng panahon, ang mga microcrack ay nabuo sa kanilang ibabaw, kung saan ang dumi ay naipon, ang mga kondaktibong bakas ay nabuo, pagkatapos kung saan ang mga insulator ay nasira. Ang isang detalyadong pag-aaral ng pag-uugali ng mga insulator sa electric field ng mga conductor ng mataas na boltahe na linya (OHL) sa ilalim ng mga kondisyon ng panlabas na impluwensya sa atmospera ay naging posible upang pumili ng isang bilang ng mga additives na nagpapabuti ng paglaban sa mga impluwensya sa atmospera, paglaban sa polusyon at ang pagkilos ng mga paglabas ng kuryente. Bilang resulta, isang buong klase ng magaan, matibay na mga insulator ay nilikha na ngayon para sa iba't ibang antas ng boltahe ng operating.

Para sa paghahambing, ang bigat ng mga nasuspinde na insulator para sa 1150 kV na mga overhead na linya ay maihahambing sa bigat ng mga wire sa distansya sa pagitan ng mga suporta at umaabot sa ilang tonelada. Pinipilit nito ang pag-install ng mga karagdagang parallel string ng insulators, na nagpapataas ng load sa suporta. Nangangailangan ito ng paggamit ng mas matibay, na nangangahulugang mas malalaking suporta. Pinatataas nito ang pagkonsumo ng mga materyales, ang malaking bigat ng mga suporta ay makabuluhang pinatataas ang gastos ng pag-install.Para sa sanggunian, ang halaga ng pag-install ay hanggang sa 70% ng halaga ng pagbuo ng isang linya ng kuryente. Ipinapakita ng halimbawa kung paano naaapektuhan ng isang elemento ng istruktura ang istraktura sa kabuuan.

kaya, mga de-kuryenteng materyales (ETM) ay isa sa mga determinants ng teknikal at pang-ekonomiyang pagganap ng bawat isa mga sistema ng kuryente.

Ang mga pangunahing materyales na ginagamit sa industriya ng enerhiya ay maaaring nahahati sa ilang mga klase - ang mga ito ay mga conductive na materyales, magnetic na materyales at dielectric na materyales.

Mga materyales para sa mga wire

Ang mga conductive na materyales ay tinatawag na mga materyales na ang pangunahing electrical property ay electrical conductivity, na kung saan ay mataas ang binibigkas kumpara sa iba pang mga de-koryenteng materyales. Ang kanilang paggamit sa teknolohiya ay higit sa lahat dahil sa ari-arian na ito, na tumutukoy sa mataas na tiyak na electrical conductivity sa normal na temperatura.

Parehong mga solid at likido at, sa ilalim ng tamang mga kondisyon, ang mga gas ay maaaring gamitin bilang mga conductor ng electric current. Ang pinakamahalagang solid conducting material na praktikal na ginagamit sa electrical engineering ay ang mga metal at ang kanilang mga haluang metal.

Kasama sa mga liquid conductor ang mga nilusaw na metal at iba't ibang electrolytes. Gayunpaman, para sa karamihan ng mga metal, ang punto ng pagkatunaw ay mataas, at tanging ang mercury, na may punto ng pagkatunaw na humigit-kumulang minus 39 ° C, ay maaaring gamitin bilang isang likidong metal na konduktor sa normal na temperatura. Ang iba pang mga metal ay mga likidong konduktor sa mataas na temperatura.

Ang mga gas at singaw, kabilang ang mga metal, ay hindi mga conductor ng mababang lakas ng electric field.Gayunpaman, kung ang lakas ng patlang ay lumampas sa isang tiyak na kritikal na halaga na nagsisiguro sa simula ng pagkabigla at photoionization, kung gayon ang gas ay maaaring maging isang conductor na may electronic at ionic conductivity. Ang isang mataas na ionized na gas, na may bilang ng mga electron na katumbas ng bilang ng mga positibong ion sa bawat dami ng yunit, ay isang espesyal na conductive medium na tinatawag na plasma.

Ang pinakamahalagang katangian ng mga conductive na materyales para sa electrical engineering ay ang kanilang electrical at thermal conductivity, pati na rin ang kakayahang makabuo ng thermal EMF.

Ang electrical conductivity ay nagpapakilala sa kakayahan ng isang substance na magsagawa ng electric current (tingnan ang — Electrical conductivity ng mga sangkap). Ang mekanismo ng kasalukuyang pagpasa sa mga metal ay dahil sa paggalaw ng mga libreng electron sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field.

Mga materyales sa semiconductor

Ang mga semiconductor na materyales ay ang mga intermediate sa kanilang tiyak na kondaktibiti sa pagitan ng conductive at dielectric na mga materyales at na ang natatanging pag-aari ay ang napakalakas na pag-asa ng tiyak na kondaktibiti sa konsentrasyon at uri ng mga impurities o iba pang mga depekto, pati na rin sa karamihan ng mga kaso sa mga panlabas na impluwensya ng enerhiya. (temperatura, liwanag, atbp.). NS.).

Kabilang sa mga semiconductor ang isang malaking grupo ng mga electronic na conductive substance na ang resistivity sa normal na temperatura ay mas mataas kaysa sa conductor ngunit mas mababa kaysa sa dielectrics at mula 10-4 hanggang 1010 Ohm • cm. Sa enerhiya, ang mga semiconductor ay hindi direktang ginagamit, ngunit ang mga elektronikong sangkap batay sa mga semiconductors ay malawakang ginagamit. Ito ay anumang electronics sa mga istasyon, substation, opisina ng dispatch, serbisyo, atbp. Mga rectifier, amplifier, generator, converter.Ang mga semiconductor batay sa silicon carbide ay ginawa din non-linear surge arresters sa mga linya ng kuryente (surge arresters).

Mga materyales na dielectric

Ang mga dielectric na materyales ay tinatawag na mga materyales na ang pangunahing ari-arian ng kuryente ay ang kakayahang mag-polarize at kung saan posible ang pagkakaroon ng isang electrostatic field. Ang tunay (teknikal) dielectric ay lumalapit sa perpekto, mas mababa ang tiyak na kondaktibiti nito at mas mahina ang naantala na mga mekanismo ng polariseysyon na may kaugnayan sa pagwawaldas ng elektrikal na enerhiya at paglabas ng init.

Ang dielectric polarization ay tinatawag na hitsura dito kapag ipinakilala sa panlabas electric field isang macroscopic internal electric field dahil sa displacement ng charged particles na bumubuo sa dielectric molecules. Ang dielectric kung saan lumitaw ang gayong larangan ay tinatawag na polarized.

Magnetic na materyales

Ang mga magnetic na materyales ay ang mga idinisenyo upang gumana sa isang magnetic field sa pamamagitan ng direktang pakikipag-ugnayan sa field na iyon. Ang mga magnetic na materyales ay nahahati sa mahinang magnetic at malakas na magnetic. Ang mga diamagnet at paramagnet ay inuri bilang mahinang magnetic. Malakas na magnetic - ferromagnets, na maaaring magnetically soft at magnetically hard.

Mga pinagsama-samang materyales

Ang mga composite na materyales ay mga materyales na binubuo ng ilang mga bahagi na gumaganap ng iba't ibang mga function at may mga interface sa pagitan ng mga bahagi.