Vifaa vya umeme, mali zao na maombi kwa ufupi. Vifaa vya umeme, uainishaji, mali ya msingi

Tabia za umeme hufanya iwezekanavyo kutathmini mali ya vifaa wakati inakabiliwa na shamba la umeme. Mali kuu ya vifaa vya umeme kuhusiana na uwanja wa umeme ni conductivity ya umeme.

Conductivity ya umeme- hii ni mali ya nyenzo ya kufanya sasa ya umeme chini ya ushawishi wa voltage ya umeme ya mara kwa mara (isiyobadilika kwa muda).

Upinzani wa umeme ni upinzani wa nyenzo 1 m kwa urefu na sehemu ya msalaba ya 1 m 2.

wapi γ - conductivity ya nyenzo, hii ni conductivity ya nyenzo 1 m urefu na sehemu ya msalaba ya 1 m 2, 1/Ohm∙m;

q - thamani ya malipo ya carrier (malipo ya elektroni 1.6 · 10 -19), C;

n ni idadi ya flygbolag za malipo kwa kiasi cha kitengo;

µ – chaji uhamaji wa mtoa huduma.

Ya juu ya thamani ya ρ, chini ya conductivity ya umeme ya nyenzo.

Makondakta ρ=10 -8 ÷10 -6.

Semikondukta ρ=10 -6 ÷10 8.

Dielectrics ρ=10 8 ÷10 18.

Upinzani wa kondakta- hii ni tabia ya kubuni ya kondakta, kwa sababu inategemea saizi na mali ya conductive ya nyenzo.

ambapo ρ ni resistivity ya nyenzo, Ohm∙m;

l - urefu wa kondakta, m;

S - eneo la sehemu ya kondakta, m2.

Mgawo wa joto wa resistivity - inaonyesha ni kiasi gani upinzani wa nyenzo ya 1 ohm itabadilika wakati inapokanzwa na 1 0 C.

Pamoja na mabadiliko ya mstari katika resistivity katika aina nyembamba ya joto

ambapo ρ ni resistivity ya nyenzo kwenye joto ;

ρ 0 - resistivity ya nyenzo mwanzoni

joto t 0, kwa kawaida 20 0 C.

Ikiwa tunabadilisha upinzani na upinzani

Thamani kubwa ya α, zaidi ya upinzani wa kondakta hubadilika na mabadiliko ya joto.

Conductors α> 0 na joto la kuongezeka, resistivity ya nyenzo huongezeka.

Semiconductors na dielectri α<0 с увеличением температуры удельное сопротивление материала уменьшается.

Sifa za umeme na sifa za nyenzo (kwa dielectri)

Mali kuu ya vifaa vya dielectric ni uwezo wa polarize katika uwanja wa umeme.

Polarization ni sifa ya nyenzo ambayo inajumuisha uhamishaji mdogo au mwelekeo wa malipo ya wakati inapowekwa kwenye uwanja wa umeme.

Dielectric mara kwa mara (jamaa) - inaonyesha ni mara ngapi zaidi uwanja wa umeme wa nje unadhoofisha katika nyenzo fulani kuliko katika utupu (inaonyesha upofu wa polarization).

ambapo ε а ni mara kwa mara ya dielectric kabisa, inazingatia ushawishi wa nyenzo kwenye uwanja wa umeme, F / m;

ε 0 - mara kwa mara ya dielectric ya utupu, 8.85∙10 -12 F / m.

Ya juu ya thamani ya ε, zaidi polarized dielectric ni.

Ombwe ε=0.

Dielectri za gesi ni ε≥1.

Dielectri za kioevu na dhabiti ε>>1.

Tangent ya kupoteza dielectric.

Wakati shamba la umeme linatumiwa kwa dutu yoyote, sehemu ya nishati ya umeme inabadilishwa kuwa nishati ya joto na kufutwa. Sehemu iliyoharibiwa ya nishati ya umeme na dielectri inaitwa hasara za dielectric. Zaidi ya hayo, upotevu wa nishati katika voltage mbadala itakuwa mara nyingi zaidi kuliko hasara katika voltage ya mara kwa mara.

Kwa voltage ya mara kwa mara, hasara ni sawa na nguvu ya kazi

ambapo U ni voltage inayotumiwa kwa dielectri, V;

I - upitishaji wa sasa kupitia dielectri, A.

Na voltage mbadala

ambapo U ni voltage mbadala inayotumiwa kwa dielectri, V;

f - mzunguko wa sasa, Hz;

C - uwezo wa dielectric, F.

δ ni pembe ya kupoteza dielectri, inayosaidia hadi 90 0 angle ya mabadiliko ya awamu φ kati ya sasa na voltage katika mzunguko wa capacitive.

Thamani kubwa ya tan δ, hasara kubwa zaidi katika dielectri na inapokanzwa zaidi ya dielectri katika uwanja wa umeme wa mzunguko na voltage fulani.

Dielectri za gesi tg δ=10 -6 ÷10 -5.

Dielectri za kioevu na dhabiti: daraja la juu zaidi tg δ=(2÷6)∙10 -4 ,

iliyobaki tg δ=0.002÷0.05.

Voltage ya kuvunjika (nguvu ya umeme) ni ukubwa wa uwanja wa umeme unaofanana ambapo kuvunjika kwa dielectric hutokea (inakuwa kondakta).

ambapo U pr ni voltage ya kuvunjika ambayo kuvunjika hutokea, MV;

d - unene wa dielectric kwenye tovuti ya kuvunjika, m.

Ya juu ya thamani ya E pr, bora mali ya kuhami umeme.

Wakati wa kuchagua insulation, ni muhimu kuzingatia voltage ambayo dielectric imewashwa na ukingo wa usalama (sababu ya usalama) lazima itolewe.

ambapo E r - mvutano wa kufanya kazi, MV / m.

Aina dhaifu ya uunganisho ni dhamana ya Masi(Van der Waals uhusiano). Uhusiano kama huo upo katika baadhi ya vitu kati ya molekuli zilizo na vifungo vya intramolecular covalent.

Mvuto kati ya molekuli husababishwa na harakati iliyoratibiwa ya elektroni za valence katika molekuli za jirani. Wakati wowote, elektroni ziko mbali na kila mmoja iwezekanavyo na karibu na chaji chanya iwezekanavyo. Katika kesi hii, nguvu za mvuto wa elektroni za valence na cores chaji chanya za molekuli za jirani zinageuka kuwa na nguvu zaidi kuliko nguvu za kurudisha nyuma kwa elektroni kwenye obiti za nje. Kifungo cha van der Waals huzingatiwa kati ya molekuli za baadhi ya vitu (kwa mfano, mafuta ya taa) ambazo zina kiwango cha chini cha kuyeyuka, kuonyesha udhaifu wa kimiani cha fuwele.

Tabia kuu ya mchakato wa dielectri yoyote ambayo hutokea wakati inakabiliwa na voltage ya umeme ni ubaguzi -- uhamishaji mdogo wa malipo yaliyofungwa au mwelekeo wa molekuli za dipole.

Polarization ya kupumzika kwa Dipole inaitwa dipole kwa ufupi. Inatofautiana na polarization ya elektroniki na ionic kwa kuwa inahusishwa na harakati ya joto ya chembe. Molekuli za dipole katika mwendo wa machafuko wa joto huelekezwa kwa sehemu chini ya ushawishi wa shamba, ambayo ndiyo sababu ya polarization.

Ugawanyiko wa dipole unawezekana ikiwa nguvu za molekuli hazizuii dipoles kuelekezwa kando ya uwanja. Kwa joto la kuongezeka, nguvu za Masi hupungua, mnato wa dutu hupungua, ambayo inapaswa kuimarisha polarization ya dipole, lakini wakati huo huo nishati ya mwendo wa joto wa molekuli huongezeka, ambayo hupunguza ushawishi wa mwelekeo wa shamba. Kwa hivyo, kwa kuongezeka kwa joto, polarization ya dipole huongezeka kwanza (wakati kudhoofika kwa nguvu za Masi kuna athari kubwa kuliko kuongezeka kwa mwendo wa machafuko wa joto), na kisha, wakati mwendo wa machafuko unakuwa mkali zaidi, polarization ya dipole huanza kuanguka na kuongezeka. joto.

Mzunguko wa dipoles katika mwelekeo wa shamba katika kati ya viscous inahitaji kushinda upinzani fulani, na kwa hiyo polarization ya dipole inahusishwa na hasara za nishati.

Mzunguko wa dielectric wa vitu vikali hutegemea vipengele vya kimuundo vya dielectri imara. Aina zote za polarization zinawezekana katika yabisi. Dielectrics imara zisizo za polar zina sifa ya sheria sawa na vinywaji na gesi zisizo za polar. Hii inathibitishwa na utegemezi ? r (t) kwa mafuta ya taa. Wakati mabadiliko ya parafini kutoka kwa imara hadi hali ya kioevu (hatua ya kuyeyuka kuhusu +54 ° C), kupungua kwa kasi kwa mara kwa mara ya dielectri hutokea kutokana na kupungua kwa wiani wa dutu.

Dutu za gesi zina sifa ya msongamano mdogo. Kwa hiyo, mara kwa mara ya dielectric ya gesi zote ni duni na karibu na umoja. Ikiwa molekuli za gesi ni polar, basi polarization inaweza kuwa dipole, hata hivyo, kwa gesi za polar, polarization ya elektroniki ni ya umuhimu wa msingi.

Mgawanyiko wa vinywaji vyenye molekuli za dipole huamuliwa na polarizations za elektroniki na dipole. Wakati mkubwa wa umeme wa dipoles na idadi ya molekuli kwa kiasi cha kitengo, zaidi ya mara kwa mara ya dielectric ya dielectri ya kioevu. Mara kwa mara ya dielectric ya dielectri ya polar ya kioevu inatofautiana kutoka 3 hadi 5.5.

Dielectrics thabiti, ambazo ni fuwele za ioni zilizo na ufungashaji mnene wa chembe, zina mgawanyiko wa kielektroniki na ioni na zina mzunguko wa dielectri ambao hutofautiana katika anuwai. Kwa glasi za isokaboni (dielectrics za quasi-amofasi), mara kwa mara dielectric inatofautiana kutoka 4 hadi 20. Dielectrics imara, ambayo ni fuwele za ionic na kufunga huru ya chembe, pamoja na polarization ya elektroniki na ionic, ina polarization ya ion-relaxation na ina sifa ya chini ya dielectric mara kwa mara. Kwa mfano ? R ya chumvi ya mwamba ni 6, corundum ni 10, rutile ni 110, na titanate ya kalsiamu ni 150. (Thamani zote ? r hutolewa kwa joto la 20 ° C.)

Dielectrics za kikaboni za polar zinaonyesha ubaguzi wa dipole-relax katika hali ngumu. Dielectrics vile ni pamoja na selulosi na bidhaa zake, polima polar. Polarization ya kupumzika kwa Dipole pia huzingatiwa kwenye barafu. Mara kwa mara ya dielectric ya nyenzo hizi inategemea kwa kiasi kikubwa juu ya joto na juu ya mzunguko wa voltage iliyotumiwa, kutii sheria sawa na zinazozingatiwa kwa maji ya polar.

Inaweza kuzingatiwa kuwa mara kwa mara ya dielectric ya barafu hubadilika kwa kasi kulingana na joto na mzunguko. Katika masafa ya chini na halijoto karibu na O°C, barafu, kama vile maji, huwa ? r ~ 80, hata hivyo kwa kupungua kwa halijoto ? r inashuka haraka na kufikia 2.85.

Mara kwa mara ya dielectric ya dielectri tata, ambayo ni mchanganyiko wa mitambo ya vipengele viwili na vipengele tofauti vya dielectric, imedhamiriwa, kwa makadirio ya kwanza, kulingana na sheria ya kuchanganya logarithmic.

Sasa katika gesi inaweza kutokea tu ikiwa kuna ions au elektroni za bure ndani yao. Ionization ya molekuli ya gesi ya neutral hutokea ama chini ya ushawishi wa mambo ya nje au kutokana na migongano ya chembe za kushtakiwa na molekuli.

Conductivity ya umeme ya dielectri ya kioevu inahusiana kwa karibu na muundo wa molekuli za kioevu. Katika liquids nonpolar, conductivity umeme inategemea kuwepo kwa uchafu dissociated, ikiwa ni pamoja na unyevu. Katika vinywaji vya polar, conductivity ya umeme imedhamiriwa sio tu na uchafu, lakini wakati mwingine kwa kutengana kwa molekuli ya kioevu yenyewe. Ya sasa katika kioevu inaweza kusababishwa na harakati ya ioni na harakati ya chembe kubwa kiasi chaji ya colloidal.

Conductivity ya umeme ya solids imedhamiriwa na harakati ya ions zote mbili za dielectri yenyewe na ions ya uchafu wa random, na katika baadhi ya vifaa inaweza kusababishwa na kuwepo kwa elektroni za bure. Conductivity ya kielektroniki inaonekana zaidi katika maeneo yenye nguvu ya umeme.

Katika dielectri zilizo na kimiani ya atomiki au ya Masi, conductivity ya umeme inahusishwa tu na uwepo wa uchafu; conductivity yao maalum ni ndogo sana.

Katika mfumo wa SI, resistivity ya volumetric ?v sawa na upinzani wa volumetric wa mchemraba na makali ya m 1, kukatwa kiakili kutoka kwa nyenzo zilizo chini ya utafiti (ikiwa sasa inapita kwenye mchemraba, kutoka upande mmoja hadi kinyume), ikiongezeka kwa 1 m.

Kwa sampuli ya gorofa ya nyenzo katika uwanja sare, resistivity kiasi (Ohm-mita) ni mahesabu kwa formula.

R-- upinzani wa volumetric wa sampuli, Ohm;

Eneo la S-electrode, m2;

h-- unene wa sampuli, m.

Ubadilishaji sauti maalum? kipimo katika siemens kwa mita

Hasara katika dielectri (hasara za dielectric) ni nguvu inayotolewa katika dielectri inapowekwa kwenye uwanja wa umeme na kusababisha joto la dielectri. Hasara katika dielectri huzingatiwa wote kwa kubadilisha voltage na kwa voltage ya mara kwa mara, kwani kupitia sasa kutokana na conductivity hugunduliwa kwenye nyenzo.

Kwa voltage ya mara kwa mara hakuna polarization ya mara kwa mara. Ubora wa nyenzo unaonyeshwa na maadili ya kiasi maalum na upinzani wa uso. Kwa voltage inayobadilishana, ni muhimu kutumia tabia nyingine ya ubora wa nyenzo, kwa kuwa katika kesi hii, pamoja na kupitia sasa, sababu za ziada hutokea ambazo husababisha hasara katika dielectri.

Hasara za dielectric katika nyenzo za kuhami za umeme zinaweza kuwa na sifa ya uharibifu wa nguvu kwa kiasi cha kitengo, au hasara maalum; Mara nyingi zaidi, kutathmini uwezo wa dielectri kupoteza nguvu katika uwanja wa umeme, angle ya kupoteza dielectric, pamoja na tangent ya angle hii, hutumiwa.

Hasara kubwa za dielectri zisizokubalika katika nyenzo za kuhami za umeme husababisha joto kali la bidhaa iliyotengenezwa kutoka kwake na inaweza kusababisha uharibifu wake wa joto. Hata kama voltage inayotumika kwa dielectric haitoshi, ya juu, hivyo kwamba overheating isiyokubalika inaweza kutokea kwa sababu ya upotezaji wa dielectric, basi katika kesi hii hasara kubwa za dielectric zinaweza kusababisha madhara makubwa, kuongezeka, kwa mfano, upinzani wa kazi wa mzunguko wa oscillatory ambao unaweza kutokea. dielectric hii na, kwa hiyo, kiasi cha attenuation.

Mpira na karatasi ni dielectri za kikaboni za muundo wa Masi na molekuli za polar. Dutu hizi, kutokana na polarization yao ya asili ya dipole-relaxation, ina hasara kubwa. Hasara tangent tan? ~ 0.03, kwa mpira wa kaboni nyeusi hadi 0.25.

Miwani ni vitu isokaboni quasi-amofasi ya muundo wa ioni ambayo ni mifumo changamano ya oksidi mbalimbali. Hasara za dielectric katika vitu vile zinahusishwa na uzushi wa polarization na conductivity ya umeme. Mali ya umeme hutegemea kwa kiasi kikubwa juu ya muundo wao. Kwa glasi ya quartz, tangent ya upotezaji ni tg?~0.0002.

Foams ni nyenzo zilizo na muundo wa seli ambayo vichungi vya gesi vinatengwa kutoka kwa kila mmoja na kutoka kwa mazingira na tabaka nyembamba za binder ya polymer. Povu kulingana na resini za epoxy zina upotezaji wa tan? ~ 0.025 - 0.035. Povu kulingana na povu ya polystyrene tg?~0.0004.

Hivyo, hasara za chini za umeme zinaweza kutarajiwa kutoka kwa kioo.

Dielectric, kuwa katika uwanja wa umeme, hupoteza mali ya nyenzo za kuhami za umeme ikiwa nguvu ya shamba inazidi thamani fulani muhimu. Jambo hili linaitwa kuvunjika kwa dielectric au ukiukaji wa nguvu zake za umeme. Thamani ya voltage ambayo kuvunjika kwa dielectric hutokea inaitwa voltage ya kuvunjika, na thamani inayolingana ya nguvu ya uwanja ni nguvu ya dielectric.

Voltage ya kuvunjika imeteuliwa U n.p na mara nyingi hupimwa kwa kilovolti. Nguvu ya umeme imedhamiriwa na voltage ya kuvunjika iliyogawanywa na unene wa dielectri katika hatua ya kuvunjika:

Wapi h-- unene wa dielectric

Maadili ya nambari ya nguvu ya umeme ya dielectri ambayo ni rahisi kwa madhumuni ya vitendo hupatikana ikiwa voltage ya kuvunjika inaonyeshwa kwa kilovolti na unene wa dielectric katika milimita. Kisha nguvu za umeme zitakuwa katika kilovolti kwa millimeter. Ili kuhifadhi maadili ya nambari na kubadili kwa vitengo vya SI, unaweza kutumia kitengo MV/m:

Dielectri za kioevu zina nguvu ya juu ya umeme kuliko gesi chini ya hali ya kawaida. Vimiminika vilivyo safi sana ni vigumu sana kupata. Uchafu wa kudumu katika dielectri ya kioevu ni maji, gesi na chembe imara. Uwepo wa uchafu hasa huamua uzushi wa kuvunjika kwa dielectri ya kioevu na husababisha shida kubwa katika kuunda nadharia sahihi ya kuvunjika kwa vitu hivi.

Nadharia ya kuvunjika kwa umeme inaweza kutumika kwa vimiminika ambavyo havina uchafu iwezekanavyo. Kwa nguvu nyingi za uwanja wa umeme, elektroni zinaweza kutolewa kutoka kwa elektroni za chuma na, kama ilivyo kwa gesi, molekuli za kioevu yenyewe zinaweza kuharibiwa kwa sababu ya athari kutoka kwa chembe zinazochajiwa. Katika kesi hii, kuongezeka kwa nguvu ya umeme ya dielectri ya kioevu ikilinganishwa na gesi ni kwa sababu ya njia fupi ya bure ya elektroni. Mgawanyiko wa vinywaji vyenye inclusions za gesi huelezewa na overheating ya ndani ya kioevu kutokana na nishati iliyotolewa katika Bubbles za gesi za ionized kwa urahisi, ambayo husababisha kuundwa kwa channel ya gesi kati ya electrodes. Maji kwa namna ya matone madogo ya mtu binafsi yaliyo kwenye mafuta ya transfoma, kwa joto la kawaida, hupunguza kwa kiasi kikubwa E nk Chini ya ushawishi wa uwanja wa umeme wa muda mrefu, matone ya maji ya spherical ya kioevu kikubwa cha dipole ni polarized, kuchukua sura ya ellipsoids na, kuvutia kila mmoja kwa ncha tofauti, kuunda minyororo na kuongezeka kwa conductivity kati ya electrodes, pamoja na kukatika kwa umeme hutokea.

Porcelaini iliyochomwa ina wiani wa 2.3-2.5 Mg / m3. Ultimate compressive nguvu 400-700 MPa, tensile nguvu 45-70 MPa, bending nguvu 80-150 MPa. Kutoka ambayo inaweza kuonekana kuwa nguvu ya mitambo ya porcelaini ni ya juu wakati wa kufanya kazi chini ya ukandamizaji.

Ni rahisi kuashiria mali ya kinga ya vifaa anuwai dhidi ya mionzi ya nguvu ya juu ya mwili na wimbi kwa dhana ya safu ya upunguzaji mara kumi, i.e. unene wa safu ya dutu, baada ya kupita ambayo ukali wa mionzi hupungua mara kumi. Tabia hii inawezesha sana mahesabu ya vipengele vya ulinzi. Kwa mfano, ili kudhoofisha kwa mara 100, ni muhimu kuchukua unene wa dutu ya kinga sawa na tabaka mbili za kudhoofisha mara kumi. Ni wazi, P tabaka za upunguzaji mara kumi zitapunguza nguvu ya mionzi kwa mara 10 n.

Unyonyaji wa nishati ya quantum na dutu hutegemea wiani wa dutu hii. Kati ya vitu vilivyoorodheshwa, risasi ina wiani wa juu zaidi. Ili kunyonya mionzi ya quantum 1 ya MeV, unene wa risasi unapaswa kuwa ~ 30 mm, chuma ~ 50 mm, saruji ~ 200 mm, maji 400 mm. Kwa hivyo, risasi ina unene mdogo zaidi wa safu kumi zinazodhoofisha.

Nyenzo muhimu zaidi za kondakta imara katika uhandisi wa umeme ni metali na aloi zao. Je, kuna metali ya juu ya conductivity ambayo ina resistivity? kwa joto la kawaida si zaidi ya 0.05 µOhm * m, na aloi zinazostahimili upinzani wa juu? kwa joto la kawaida si chini ya 0.3 μΩ * m. Vyuma vya conductive sana hutumiwa kwa waya, cores za cable conductive, na vilima vya mashine za umeme. Vyuma kama hivyo ni pamoja na shaba (0.017 µOhm * m), Fedha (0.016 µOhm * m) Alumini (0.028 µOhm * m)

Metali ya juu-upinzani na aloi hutumiwa kufanya resistors kwa vifaa vya kupokanzwa umeme na filaments ya taa za incandescent. Vyuma na aloi zenye uwezo wa juu ni pamoja na Manganin (0.42-0.48 µOhm * m), Constantan (0.48-0.52 µOhm * m), aloi za nikeli za Chrome (1.1-1.2 µOhm * m), Chrome-alumini (1.2-1.5 mµOhm * 1.5 m) ), Mercury, Lead, Tungsten.

Mnamo 1911, mwanafizikia wa Uholanzi H. Kamerliig-Onnes alisoma conductivity ya umeme ya metali kwa joto la chini sana linalokaribia sifuri kabisa. Aligundua kwamba inapopozwa kwa joto takriban sawa na halijoto ya kuyeyusha ya heliamu, upinzani wa pete ya zebaki iliyogandishwa hushuka ghafla hadi thamani ndogo sana, isiyoweza kupimika. Jambo kama hilo, i.e. uwepo wa dutu yenye conductivity isiyo na kikomo maalum iliitwa superconductivity. Halijoto T NA , inapopoa ambapo dutu hupita katika hali ya upitishaji kupita kiasi, -- joto la mpito la superconducting. Vitu vinavyoingia katika hali ya upitishaji kupita kiasi - superconductors.

Jambo la superconductivity ni kutokana na ukweli kwamba umeme wa sasa, mara tu umeingizwa katika mzunguko wa superconducting, utazunguka kwa muda mrefu (miaka) kwenye mzunguko huu bila kupungua kwa nguvu yake, na, zaidi ya hayo, bila ugavi wowote wa nishati. kutoka nje.

Hivi sasa, metali 35 za superconducting na zaidi ya maelfu ya aloi za superconducting na misombo ya kemikali ya vipengele mbalimbali tayari inajulikana. Wakati huo huo, vitu vingi, ikiwa ni pamoja na wale walio na maadili madogo sana? kwa viwango vya joto vya kawaida, metali kama vile fedha, shaba, dhahabu, platinamu na nyinginezo, kwa viwango vya chini vya halijoto vilivyopatikana hivi sasa (kuhusu millikelvin) haviwezi kubadilishwa kuwa hali ya upitishaji maji kupita kiasi.

Semiconductors kutumika katika mazoezi inaweza kugawanywa katika rahisi semiconductors (muundo wao kuu huundwa na atomi za kipengele kimoja cha kemikali) na nyimbo ngumu za semiconductor, muundo kuu ambao huundwa na atomi za vitu viwili au zaidi vya kemikali. Hivi sasa pia inasomwa kioo Na kioevu halvledare. Rahisi semiconductors ni: Boroni, Silicon, Germanium, Phosphorus, Arsenic, Selenium, Sulfuri, Tellurium, Iodini. Changamano semiconductors ni misombo ya vipengele vya makundi mbalimbali ya jedwali la upimaji, sambamba na fomula za jumla A IV B, IV (kwa mfano, SiC), A III B V (InSb, GaAs, GaP), A II B IV (CdS, ZnSe) , pamoja na baadhi ya oksidi (CU 2 O). KWA nyimbo za semiconductor inaweza kujumuisha nyenzo zilizo na semiconducting au awamu ya kufanya ya silicon carbudi na grafiti, iliyounganishwa na kauri au binder nyingine.

Katika teknolojia ya kisasa, silicon, germanium na sehemu ya selenium, inayotumiwa kwa ajili ya utengenezaji wa diode, triodes na vifaa vingine vya semiconductor, imepata umuhimu fulani.

Thermistors (thermistors) hutengenezwa kwa namna ya viboko, sahani au vidonge kwa kutumia teknolojia ya kauri. Upinzani na mali nyingine za thermistors hutegemea sio tu juu ya muundo, lakini pia juu ya ukubwa wa nafaka, mchakato wa utengenezaji: shinikizo la shinikizo (ikiwa semiconductor inachukuliwa kwa fomu ya poda) na joto la kurusha. Vidhibiti vya joto hutumiwa kupima, kudhibiti joto na fidia ya joto, kwa utulivu wa voltage, kupunguza mikondo ya kuanzia ya mapigo, kupima conductivity ya mafuta ya vinywaji, kama rheostats zisizo na mawasiliano na relays za sasa.

Thermistors hutengenezwa kutoka kwa keramik za semiconductor na hatua ya Curie, ambayo hutofautiana na thermistors nyingine zote kwa kuwa hawana hasi, lakini mgawo wa joto chanya wa upinzani (zaidi ya + 20% / K) katika safu nyembamba ya joto (kuhusu 10). °C). Thermitors vile huitwa visimamizi. Wao hufanywa kwa namna ya diski za unene mdogo na ni lengo la udhibiti wa joto na udhibiti, matumizi katika mifumo ya kengele ya moto, kulinda injini kutokana na kuongezeka kwa joto, kupunguza mikondo, na kupima mtiririko wa maji na gesi.

Oksidi za semiconductor hutumiwa hasa kwa ajili ya utengenezaji wa thermistors na mgawo mkubwa wa joto hasi wa resistivity [--(3-4)%/K].

Kwa vifaa vya kuhifadhi kompyuta, feri yenye kitanzi cha hysteresis ya mstatili hutumiwa. Kigezo kuu cha bidhaa za aina hii ni mgawo wa mraba wa kitanzi cha hysteresis K p, ambayo ni uwiano wa induction iliyobaki W t hadi kiwango cha juu cha induction B max.

Kp=W/Vmax

Kwa ajili ya utengenezaji wa cores ya transformer, vifaa vya laini vya magnetic hutumiwa kwa namna ya seti ya karatasi nyembamba zilizowekwa maboksi kutoka kwa kila mmoja. Muundo huu wa msingi wa transformer unaweza kupunguza kwa kiasi kikubwa hasara kutokana na mikondo ya eddy (Foucault currents).

Vifaa vya magnetic ngumu hutumiwa hasa kwa ajili ya utengenezaji wa sumaku za kudumu.

Kulingana na muundo wao, hali na njia ya uzalishaji, vifaa vya sumaku ngumu vinagawanywa katika:

1) chuma cha aloi ya martensitic,

2) tupa aloi ngumu za sumaku,

3) sumaku zilizotengenezwa na poda,

4) feri za sumaku ngumu,

5) aloi zinazoweza kuharibika kwa plastiki,

6) kanda za magnetic.

Sifa za nyenzo za sumaku za kudumu ni nguvu ya kulazimisha, induction iliyobaki na kiwango cha juu cha nishati inayotolewa na sumaku kwenye nafasi ya nje. Upenyezaji wa sumaku wa nyenzo kwa sumaku za kudumu ni chini kuliko ile ya nyenzo laini za sumaku, na kadiri nguvu ya kulazimishwa inavyoongezeka, upenyezaji wa sumaku unapungua.

Nyenzo rahisi na inayoweza kupatikana kwa ajili ya utengenezaji wa sumaku za kudumu ni alloyed martensitic chuma. Wao ni alloyed na nyongeza ya tungsten, chromium, molybdenum, na cobalt. Thamani ya Wmax ya vyuma vya martensitic ni 1--4 kJ/m 3. Sifa za sumaku za vyuma vile zimehakikishwa kwa vyuma vya martensitic baada ya matibabu ya joto maalum kwa kila daraja la chuma na uimarishaji wa muundo wa saa tano katika maji ya moto. Vyuma vya Martensitic vilianza kutumika kwa utengenezaji wa sumaku za kudumu mapema kuliko vifaa vingine vyote. Hivi sasa, wana matumizi mdogo kutokana na mali zao za chini za magnetic, lakini hazijaachwa kabisa, kwa kuwa ni za bei nafuu na zinaweza kutengenezwa kwenye mashine za kukata chuma.

Kwa kazi katika mitambo ya juu-frequency, nyenzo zinazofaa zaidi ni ferrite ya magnetic ngumu (barium ferrite). Tofauti na feri za sumaku laini, haina ujazo, lakini glasi ya hexagonal yenye anisotropy ya uniaxial. Sumaku zilizotengenezwa na feri ya bariamu zina nguvu ya kulazimisha hadi 240 kA/m, hata hivyo, kwa suala la uingizaji wa mabaki ya 0.38 T na nishati ya magnetic iliyohifadhiwa ya 12.4 kJ/m 3, ni duni kwa aloi za mfumo wa Alni. Upinzani wa ferrite ya bariamu ni 10 4 - 10 7 Ohm * m, i.e. mamilioni ya mara ya juu kuliko resistivity ya chuma kutupwa aloi ngumu magnetic.

Sumaku za chuma-plastiki (zilizo na mali ya chini ya sumaku) zina upinzani wa juu wa umeme na, kwa hivyo, tangent ndogo ya upotezaji wa sumaku, ambayo pia inaruhusu kutumika katika vifaa vilivyo na uwanja wa sumaku unaobadilishana wa mzunguko wa juu.

Mada nambari 1

VIFAA VYA UMEME, UAINISHAJI, MALI ZA MSINGI.

Vifaa vinavyotumiwa sana katika vifaa vya elektroniki vina majina tofauti: vifaa vya umeme, vifaa vya redio, vifaa vya elektroniki. Walakini, hakuna tofauti ya kimsingi kati ya nyenzo hizi. Licha ya tofauti za majina, zote hutumika kwa ajili ya utengenezaji wa sehemu au vipengele na vifaa vya vifaa vya umeme, uhandisi wa redio, microelectronic, na kompyuta. Walakini, nyenzo zote katika uwanja wa teknolojia ambazo zinatuvutia lazima ziwe na seti maalum ya mali, shukrani ambayo hupata matumizi maalum.

Kanuni ya kuunganisha ya vifaa vyote vya umeme ni seti ya mali zao kuhusiana na uwanja wa umeme. Wakati wa kuingiliana na uwanja wa umeme, mali ya umeme na sumaku huonekana. Hii inaruhusu sisi kufafanua dhana ya "vifaa vya umeme" na kuainisha.

Nyenzo za kiufundi za elektroni (redio) (ETM) ni nyenzo zinazoonyeshwa na sifa fulani zinazohusiana na uwanja wa sumakuumeme na hutumika katika teknolojia kwa kuzingatia sifa hizi.

Kwa mujibu wa mali ya msingi ya umeme ya vitu - conductivity ya umeme - vifaa vya umeme vinagawanywa katika makundi matatu: conductors, semiconductors na dielectrics.

Kulingana na mali zao za sumaku, vitu vimegawanywa katika vikundi vitano: diamagnetic, paramagnetic, ferromagnetic, antiferromagnetic na ferrimagnetic.

Kila moja ya vikundi hivi kwa upande wake imegawanywa katika vikundi vidogo kulingana na vigezo vya kiasi vinavyoashiria mali zao za msingi. Hii inatuwezesha kuwasilisha uainishaji wa vifaa vya redio kwa namna ya mchoro wa jumla (Mchoro 1.1).

Kwa matumizi ya vitendo, ni muhimu kwamba mali ya umeme au magnetic ionyeshwa kwa kutosha kwa maneno ya kiasi, na sifa za mitambo, teknolojia na nyingine zinakidhi mahitaji fulani. Kwa hivyo, sio vikundi vyote vilivyoorodheshwa vinatumika kwa usawa katika teknolojia.

1.2. ASILI YA KIMWILI NA KEMIKALI YA VIFAA

Vifaa vyote vilivyopo katika asili, bila kujali hali yao ya mkusanyiko (gesi, kioevu, imara), hujengwa kutoka kwa atomi za vipengele zaidi ya 100 vya kemikali. Dutu yoyote (nyenzo) ina idadi kubwa ya chembe za kushtakiwa kwa umeme - elektroni na viini vya atomiki vya vitu vya kemikali, ambavyo huamua mali yake.

Kuna njia za uchambuzi rahisi wa mali ya nyenzo ambayo inafanya uwezekano wa kutumia sehemu ya sifa za macroscopic zilizopatikana kwa majaribio. Katika kesi hii, vipengele muhimu zaidi vya mwingiliano kati ya elektroni na nuclei ya vipengele vya kemikali vinavyounda dutu huzingatiwa kikamilifu au moja kwa moja.

Moja ya njia hizi ni uchambuzi wa vifungo vya kemikali kati ya vipengele vya dutu. Kwa kawaida, tofauti za aina za dutu zinatokana na tofauti katika asili ya usambazaji wa elektroni katika atomi na molekuli, na hasa katika asili ya usambazaji wa elektroni za valence na cores za atomiki za ionic mbali zaidi na kiini. Kwa kulinganisha mpangilio wa atomi katika muundo wa dutu, usanidi wa elektroniki wa atomi hizi, aina ya dhamana ya kemikali kati yao, inawezekana kujibu maswali kadhaa muhimu kuhusu mali ya macroscopic ya nyenzo, kama vile conductivity ya umeme. , uwezo wa sumaku, msongamano, ugumu, plastiki, kiwango myeyuko, nk. .d.

Suala muhimu zaidi katika mbinu hii ya kuchambua mali ya nyenzo ni swali la nguvu za kuunganisha ambazo zinashikilia atomi pamoja. Nguvu hizi ni karibu kabisa nguvu za mwingiliano wa kielektroniki kati ya elektroni na viini vya atomiki. Jukumu la nguvu za asili ya sumaku ni ndogo sana, na nguvu za mvuto, kwa sababu ya maadili madogo ya wingi wa chembe zinazoingiliana, zinaweza kupuuzwa. Kuwepo kwa vifungo thabiti kati ya atomi za dutu kunaonyesha kuwa jumla ya nishati E V uk chembe kwa kiasi V vitu kwa namna ya jumla ya kinetic E k na uwezo U n E V uk= N (E V k + U V n) chini ya jumla ya nishati ya idadi sawa ya chembe nje ya kiasi, i.e. katika hali huru E c n = N (E c k + U c n). Tofauti kati ya nishati hizi E s p – E V uk= E St inaitwa nishati ya dhamana ya kemikali, au nishati ya dhamana.

Imethibitishwa kimajaribio kuwa sifa za kieletrofizikia na za kiufundi za dutu au nyenzo huamuliwa na asili ya dhamana na thamani ya kiasi cha nishati ya dhamana. E St.

Kulingana na asili ya mwingiliano kati ya chembe zinazounda dutu hii, aina sita za vifungo vya kemikali zinajulikana:

Covalent nonpolar;

Covalent polar, au homeopolar;

Ionic, au heteropolar;

Mfadhili-mkubali;

Chuma;

Intermolecular.

Dhamana ya Covalent nonpolar hutokea wakati atomi za jina moja huchanganyika katika molekuli, kwa mfano H 2, O 2, Cl 2, N 2, almasi, sulfuri, Si, Ge, nk. Katika kesi hiyo, elektroni za valence zinashirikiwa, ambayo inaongoza kwa kuongeza shell ya nje ya elektroni kwa hali imara. Molekuli zilizo na kifungo cha ushirikiano cha nonpolar zina muundo wa ulinganifu, i.e. vituo vya mashtaka chanya na hasi sanjari. Matokeo yake, wakati wa umeme wa molekuli ni sifuri, i.e. molekuli sio polar, au neutral.

Inapaswa kukumbuka kuwa wakati wa umeme isipokuwa sifuri ni tabia ya molekuli za dipole. Wao ni mfumo wa mbili zinazofanana kwa ukubwa na kinyume katika malipo ya umeme ya ishara q, iko umbali fulani I kutoka kwa kila mmoja. Kwa mfumo kama huo wa chaji au molekuli, wakati wa umeme au dipole μ= ql.

Vifungo vya covalent nonpolar ni tabia ya dielectrics na semiconductors.

Bondi ya polar ya covalent (homeopolar, au jozi-elektroniki). hutokea wakati tofauti na atomi kuchanganya, kwa mfano H 2 O, CH 4, CH 3 C1, CC1 4, nk. Katika kesi hii, jozi za elektroni za valence pia zinashirikiwa na shell ya nje imekamilika kwa hali imara. Walakini, kila dhamana ina wakati wa dipole. Hata hivyo, molekuli kwa ujumla inaweza kuwa neutral au polar (Mchoro 1.2).

Misombo yenye vifungo vya homeopolar inaweza kuwa dielectrics (vifaa vya kikaboni vya polymeric) na semiconductors.

Dhamana ya Ionic (heteropolar). hutokea wakati molekuli inaundwa na vipengele vilivyo mwishoni (kikundi cha VII) na mwanzo (kikundi cha I) cha jedwali la D.I. Mendeleev, kwa mfano NaCl. Katika kesi hiyo, elektroni ya valence ya chuma, iliyounganishwa dhaifu kwa atomi, hupita kwa atomi ya halojeni, kukamilisha mzunguko wake kwa hali ya utulivu (elektroni 8) Matokeo yake, ioni mbili zinaundwa, kati ya ambayo nguvu za kuvutia za umeme zinafanya kazi. .

Nguvu za mwingiliano wa ioni ni nguvu kabisa, kwa hivyo vitu vilivyo na vifungo vya ioni vina nguvu ya juu ya mitambo, kuyeyuka na joto la uvukizi. Kuunganishwa kwa Ionic ni tabia ya dielectri.

Dhamana ya wafadhili-mkubali kimsingi ni aina ya kifungo cha ionic na hutokea wakati nyenzo imeundwa na vipengele vya makundi mbalimbali ya jedwali la D.I. Mendeleev, kwa mfano misombo A III B V - GaAs, nk; misombo A III B V - ZnS, CdTe, nk. Katika misombo hiyo, atomi ya kipengele kimoja, kinachoitwa wafadhili, hutoa elektroni kwa atomi nyingine, inayoitwa kukubali. Matokeo yake, dhamana ya kemikali ya wafadhili-kukubali inaonekana, ambayo ni nguvu kabisa. Vifaa vilivyo na dhamana hiyo vinaweza kuwa dielectrics na semiconductors.

Uunganisho wa chuma hutokea kati ya atomi katika metali na ni matokeo ya kugawana elektroni zote za valence, kutengeneza gesi ya elektroni na kufidia chaji ya ayoni za kimiani ya fuwele. Kutokana na mwingiliano wa gesi ya elektroni na ions, dhamana ya metali hutokea. Elektroni za kijamii zimefungwa kwa nguvu kwa chembe za atomiki na, kutoka kwa mtazamo wa nishati, ni bure. Kwa hiyo, hata katika mashamba dhaifu ya nje ya umeme, conductivity ya juu ya umeme ya metali inaonekana.

Bondi ya kati ya molekuli au mabaki tabia ya vitu vya asili ya kikaboni, kama vile parafini. Inatokea kati ya molekuli ya dutu na ni dhaifu, kutokana na ambayo nyenzo hizo zina kiwango cha chini cha kuyeyuka na sifa za mitambo, zinaonyesha udhaifu wa muundo wa molekuli ya dutu.

Ikumbukwe kwamba kwa kawaida atomi katika imara haziunganishwa na aina yoyote ya vifungo vinavyozingatiwa. Kwa hivyo, ni rahisi zaidi kuzingatia na kutathmini mali ya dutu na vifaa kulingana na wao kwa kuchambua wigo wa nishati ya elektroni za atomi zinazounda dutu hii.

Vifaa vya umeme ni seti ya conductor, kuhami umeme, vifaa vya magnetic na semiconductor iliyoundwa kufanya kazi katika mashamba ya umeme na magnetic. Hii pia inajumuisha bidhaa za msingi za umeme: insulators, capacitors, waya na baadhi ya vipengele vya semiconductor. Vifaa vya umeme huchukua moja ya sehemu kuu katika uhandisi wa kisasa wa umeme. Kila mtu anajua kwamba kuaminika kwa mashine za umeme, vifaa na mitambo ya umeme inategemea hasa ubora na uteuzi sahihi wa vifaa vya umeme vinavyofaa. Uchambuzi wa ajali za mashine na vifaa vya umeme unaonyesha kwamba wengi wao hutokea kutokana na kushindwa kwa insulation ya umeme, yenye vifaa vya kuhami umeme.

Vifaa vya sumaku sio muhimu sana kwa uhandisi wa umeme. Hasara za nishati na vipimo vya mashine za umeme na transfoma hutambuliwa na mali ya vifaa vya magnetic. Vifaa vya semiconductor, au halvledare, huchukua nafasi muhimu katika uhandisi wa umeme. Kama matokeo ya maendeleo na utafiti wa kikundi hiki cha vifaa, vifaa vingi vipya vimeundwa ambavyo hufanya iwezekanavyo kutatua shida kadhaa katika uhandisi wa umeme.

Kwa uchaguzi wa busara wa kuhami umeme, magnetic na vifaa vingine, inawezekana kuunda vifaa vya umeme vinavyoaminika katika uendeshaji na vipimo vidogo na uzito. Lakini kutambua sifa hizi, ujuzi wa mali ya makundi yote ya vifaa vya umeme inahitajika.

Nyenzo za kondakta

Kundi hili la vifaa ni pamoja na metali na aloi zao. Metali safi zina upinzani mdogo. Isipokuwa ni zebaki, ambayo ina upinzani wa juu sana. Aloi pia zina upinzani wa juu. Metali safi hutumiwa katika utengenezaji wa waya za vilima na vyema, nyaya, nk Aloi za conductor kwa namna ya waya na kanda hutumiwa katika rheostats, potentiometers, upinzani wa ziada, nk.

Katika kikundi kidogo cha aloi zilizo na upinzani wa juu, kikundi cha vifaa vya conductor sugu vya joto ambavyo ni sugu kwa oxidation kwa joto la juu hutofautishwa. Aloi za conductor zinazostahimili joto, au sugu ya joto hutumiwa katika vifaa vya kupokanzwa vya umeme na rheostats. Mbali na upinzani wa chini, metali safi zina ductility nzuri, i.e. zinaweza kuvutwa ndani ya waya nyembamba, ndani ya ribbons na kuvingirwa kwenye foil chini ya 0.01 mm nene. Aloi za chuma zina ductility kidogo, lakini ni elastic zaidi na mechanically imara. Kipengele cha sifa ya vifaa vyote vya conductor metali ni conductivity yao ya elektroniki. Upinzani wa waendeshaji wote wa chuma huongezeka kwa joto la kuongezeka, pamoja na matokeo ya usindikaji wa mitambo, ambayo husababisha deformation ya kudumu katika chuma.

Rolling au kuchora hutumiwa wakati ni muhimu kupata vifaa vya kondakta na kuongezeka kwa nguvu za mitambo, kwa mfano, katika utengenezaji wa waya za mstari wa juu, waya za trolley, nk. matibabu - annealing bila upatikanaji wa oksijeni.

Vifaa vya kuhami umeme

Vifaa vya kuhami umeme, au dielectrics, ni nyenzo hizo ambazo hutumiwa kutoa insulation, yaani, huzuia uvujaji wa sasa wa umeme kati ya sehemu yoyote ya conductive ambayo ni chini ya uwezo tofauti wa umeme. Dielectrics zina upinzani wa juu sana wa umeme. Kulingana na muundo wao wa kemikali, dielectri imegawanywa katika kikaboni na inorganic. Kipengele kikuu katika molekuli za dielectri zote za kikaboni ni kaboni. Hakuna kaboni katika dielectrics isokaboni. Dielectri zisizo za kawaida (mica, keramik, nk) zina upinzani mkubwa wa joto.

Kulingana na njia ya uzalishaji, tofauti hufanywa kati ya dielectri za asili (asili) na synthetic. Dielectri za syntetisk zinaweza kuundwa kwa seti fulani ya mali ya umeme na physicochemical, ndiyo sababu hutumiwa sana katika uhandisi wa umeme.

Kulingana na muundo wa molekuli zao, dielectri imegawanywa katika zisizo za polar (neutral) na polar. Dielectri zisizo na upande hujumuisha atomi na molekuli zisizo na umeme, ambazo hazina sifa za umeme kabla ya kuonyeshwa uwanja wa umeme. Dielectrics zisizo na upande ni: polyethilini, fluoroplastic-4, nk Miongoni mwa wale wasio na upande, dielectrics za fuwele za ionic (mica, quartz, nk) zinajulikana, ambayo kila jozi ya ions hufanya chembe ya neutral ya umeme. Ions ziko kwenye maeneo ya kimiani ya kioo. Kila ioni iko katika mwendo wa joto wa mtetemo karibu na katikati ya usawa - nodi ya kimiani ya fuwele. Polar, au dipole, dielectrics zinajumuisha molekuli za polar dipole. Mwisho, kutokana na asymmetry ya muundo wao, wana wakati wa awali wa umeme hata kabla ya ushawishi wa nguvu ya shamba la umeme juu yao. Dielectri za polar ni pamoja na bakelite, kloridi ya polyvinyl, nk Ikilinganishwa na dielectri zisizo na upande, dielectri za polar zina viwango vya juu vya dielectric, pamoja na kuongezeka kidogo kwa conductivity.

Kwa mujibu wa hali yao ya kuunganishwa, dielectri ni gesi, kioevu na imara. Kubwa zaidi ni kundi la dielectri imara. Sifa za umeme za vifaa vya kuhami umeme hupimwa kwa kutumia kiasi kinachoitwa sifa za umeme. Hizi ni pamoja na: resistivity kiasi, resistivity uso, dielectric mara kwa mara, mgawo wa joto wa dielectric mara kwa mara, dielectric hasara tangent na nguvu dielectric ya nyenzo.

Resistivity ya kiasi maalum ni thamani ambayo inafanya uwezekano wa kukadiria upinzani wa umeme wa nyenzo wakati sasa ya moja kwa moja inapita ndani yake. Reciprocal ya resistivity kiasi inaitwa kiasi conductivity. Upinzani maalum wa uso ni thamani ambayo inaruhusu mtu kukadiria upinzani wa umeme wa nyenzo wakati sasa ya moja kwa moja inapita kwenye uso wake kati ya electrodes. Kubadilishana kwa upinzani maalum wa uso huitwa conductivity maalum ya uso.

Mgawo wa joto wa upinzani wa umeme ni thamani ambayo huamua mabadiliko katika kupinga kwa nyenzo na mabadiliko ya joto lake. Kwa kuongezeka kwa joto, upinzani wa umeme wa dielectri zote hupungua, kwa hivyo, mgawo wao wa joto wa resistivity una ishara mbaya. Dielectric mara kwa mara ni thamani ambayo inaruhusu sisi kutathmini uwezo wa nyenzo ili kuunda capacitance ya umeme. Dielectric ya jamaa inajumuishwa katika thamani ya dielectric mara kwa mara. Mgawo wa joto wa mara kwa mara ya dielectri ni thamani ambayo inafanya uwezekano wa kutathmini hali ya mabadiliko ya mara kwa mara ya dielectri, na kwa hiyo uwezo wa insulation, na mabadiliko ya joto. Tangent ya upotezaji wa dielectric ni thamani inayoamua upotezaji wa nguvu katika dielectri inayofanya kazi kwa voltage inayobadilishana.

Nguvu ya umeme ni thamani ambayo inaruhusu sisi kutathmini uwezo wa dielectri kupinga uharibifu na voltage ya umeme. Nguvu ya mitambo ya kuhami umeme na vifaa vingine hupimwa kwa kutumia sifa zifuatazo: nguvu ya mkazo ya nyenzo, urefu wa mvutano, nguvu ya kukandamiza ya nyenzo, nguvu ya kupiga tuli ya nyenzo, nguvu maalum ya athari, upinzani wa kugawanyika.

Tabia za physicochemical ya dielectri ni pamoja na: nambari ya asidi, mnato, ngozi ya maji. Nambari ya asidi ni idadi ya milligrams ya hidroksidi ya potasiamu inayohitajika ili kupunguza asidi ya bure iliyo katika 1 g ya dielectri. Nambari ya asidi imedhamiriwa kwa dielectri ya kioevu, misombo na varnishes. Thamani hii inatuwezesha kukadiria kiasi cha asidi ya bure katika dielectri, na kwa hiyo kiwango cha athari zao kwenye vifaa vya kikaboni. Uwepo wa asidi ya bure huharibu mali ya kuhami ya umeme ya dielectri. Mnato, au mgawo wa msuguano wa ndani, inafanya uwezekano wa kutathmini kiwango cha maji ya maji ya kuhami ya umeme (mafuta, varnish, nk). Mnato unaweza kuwa kinematic au masharti. Unyonyaji wa maji ni kiasi cha maji kufyonzwa na dielectri baada ya kuwa katika maji distilled kwa saa 24 kwa joto la 20 ° C na zaidi. Kiasi cha ngozi ya maji kinaonyesha porosity ya nyenzo na uwepo wa vitu vyenye mumunyifu ndani yake. Kiashiria hiki kinapoongezeka, sifa za kuhami umeme za dielectri huharibika.

Tabia za joto za dielectrics ni pamoja na: kiwango cha kuyeyuka, hatua ya kupunguza, hatua ya kushuka, hatua ya mvuke, upinzani wa joto wa plastiki, thermoelasticity (upinzani wa joto) wa varnishes, upinzani wa joto, upinzani wa baridi, upinzani wa kitropiki.

Filamu ya vifaa vya kuhami vya umeme vilivyotengenezwa kutoka kwa polima hutumiwa sana katika uhandisi wa umeme. Hizi ni pamoja na filamu na kanda. Filamu zinazalishwa kwa unene wa microns 5-250, na kanda - 0.2-3.0 mm. Filamu na kanda za juu-polymer zina sifa ya kubadilika sana, nguvu za mitambo na mali nzuri za kuhami umeme. Filamu za polystyrene zinazalishwa kwa unene wa microns 20-100 na upana wa 8-250 mm. Unene wa filamu za polyethilini ni kawaida 30-200 microns, na upana ni 230-1500 mm. Filamu kutoka kwa fluoroplastic-4 zinafanywa kwa unene wa microns 5-40 na upana wa 10-200 mm. Filamu zisizo na mwelekeo na zinazoelekezwa pia hutolewa kutoka kwa nyenzo hii. Filamu za fluoroplastic zinazoelekezwa zina sifa za juu zaidi za mitambo na umeme.

Filamu za polyethilini terephthalate (lavsan) zinazalishwa kwa unene wa microns 25-100 na upana wa 50-650 mm. Filamu za PVC zinafanywa kutoka kwa plastiki ya vinyl na kloridi ya polyvinyl ya plastiki. Filamu za plastiki za vinyl zina nguvu kubwa ya mitambo, lakini kubadilika kidogo. Filamu za plastiki za vinyl zina unene wa microns 100 au zaidi, na filamu za kloridi za polyvinyl za plastiki zina unene wa microns 20-200. Filamu za selulosi triacetate (triacetate) zinafanywa bila plastiki (rigid), rangi ya bluu, plastiki kidogo (isiyo na rangi) na plastiki (iliyotiwa rangi ya bluu). Mwisho wana unyumbufu mkubwa. Filamu za triacetate zinazalishwa kwa unene wa microns 25, 40 na 70 na upana wa 500 mm. Kadibodi ya filamu-umeme ni nyenzo inayoweza kuhamishika ya umeme inayojumuisha kadibodi ya kuhami iliyofunikwa upande mmoja na filamu ya Mylar. Filamu-electrocardboard kwenye filamu ya lavsan ina unene wa 0.27 na 0.32 mm. Ni zinazozalishwa katika rolls 500 mm upana. Kadibodi ya filamu-asbestosi ni nyenzo inayoweza kuhamishika ya umeme inayojumuisha filamu ya Mylar yenye unene wa mikroni 50, iliyofunikwa pande zote mbili na karatasi ya asbestosi 0.12 mm nene. Kadibodi ya filamu-asbestosi huzalishwa katika karatasi 400 x 400 mm (si chini) na unene wa 0.3 mm.

Varnishes ya kuhami umeme na enamels

Varnishes ni ufumbuzi wa dutu za kutengeneza filamu: resini, lami, mafuta ya kukausha, ethers za selulosi au nyimbo za nyenzo hizi katika vimumunyisho vya kikaboni. Wakati wa kukausha kwa varnish, vimumunyisho hupuka kutoka humo, na michakato ya kimwili na kemikali hutokea katika msingi wa varnish, na kusababisha kuundwa kwa filamu ya varnish. Kwa mujibu wa madhumuni yao, varnishes ya kuhami ya umeme imegawanywa katika impregnating, mipako na wambiso.

Varnishes ya mimba hutumiwa kuingiza vilima vya mashine na vifaa vya umeme ili kuimarisha zamu zao, kuongeza conductivity ya mafuta ya vilima na kuongeza upinzani wao wa unyevu. Varnishes ya mipako hufanya iwezekanavyo kuunda kinga ya unyevu, sugu ya mafuta na mipako mingine kwenye uso wa vilima au plastiki na sehemu nyingine za kuhami. Varnishes ya wambiso ni lengo la kuunganisha karatasi za mica kwa kila mmoja au kwa karatasi na vitambaa ili kupata vifaa vya kuhami vya umeme vya mica (micanite, mycalente, nk).

Enamels ni varnishes na rangi zilizoletwa ndani yao - vichungi vya isokaboni (oksidi ya zinki, dioksidi ya titani, risasi nyekundu, nk). Nguruwe huletwa ili kuongeza ugumu, nguvu za mitambo, upinzani wa unyevu, upinzani wa pigo na mali nyingine za filamu za enamel. Enamels huwekwa kama nyenzo za mipako.

Kwa mujibu wa njia ya kukausha, varnishes na enamels wanajulikana kati ya moto (tanuri) na baridi (hewa) kukausha. Wa kwanza wanahitaji joto la juu kwa uponyaji wao - kutoka 80 hadi 200 ° C, wakati wa mwisho hukauka kwenye joto la kawaida. Varnishes ya kukausha moto na enamels, kama sheria, ina dielectric ya juu, mitambo na mali nyingine. Ili kuboresha sifa za varnish za kukausha hewa na enamels, na pia kuharakisha uponyaji, wakati mwingine hukaushwa kwa joto la juu - kutoka 40 hadi 80 ° C.

Makundi makuu ya varnishes yana sifa zifuatazo. Baada ya kukausha, varnishes ya mafuta huunda kubadilika, elastic, filamu za njano ambazo zinakabiliwa na unyevu na mafuta ya joto ya madini. Kwa upande wa upinzani wa joto, filamu za varnishes hizi ni za darasa la A. Katika varnishes ya mafuta, mafuta machache ya linseed na tung hutumiwa, hivyo hubadilishwa na varnishes kulingana na resini za synthetic, ambazo zinakabiliwa zaidi na kuzeeka kwa joto.

Varnishes ya mafuta-bitumen huunda filamu nyeusi zinazoweza kubadilika ambazo zinakabiliwa na unyevu, lakini hupasuka kwa urahisi katika mafuta ya madini (transformer na mafuta ya kulainisha). Kwa upande wa upinzani wa joto, varnishes hizi ni za darasa A (105 ° C). Varnishes ya Glypthal na mafuta-glypthal na enamels zina uwezo mzuri wa kuambatana na mica, karatasi, vitambaa na plastiki. Filamu za varnish hizi zimeongeza upinzani wa joto (darasa B). Wao ni sugu kwa mafuta ya madini yenye joto, lakini yanahitaji kukausha kwa moto kwa joto la 120-130 ° C. Varnishes safi ya glypthal kulingana na resini za glypthal zisizobadilishwa huunda filamu ngumu, zisizobadilika zinazotumiwa katika uzalishaji wa insulation ya mica imara (micanites ngumu). Baada ya kukausha, varnishes ya mafuta-glyphthalic huzalisha filamu zinazoweza kubadilika, elastic, njano.

Varnishes ya silicone na enamels ni sifa ya upinzani wa juu wa joto na inaweza kufanya kazi kwa muda mrefu saa 180-200 ° C, hivyo hutumiwa pamoja na fiberglass na insulation mica. Kwa kuongeza, filamu zina upinzani wa unyevu wa juu na upinzani kwa cheche za umeme.

Varnishes na enamels kulingana na kloridi ya polyvinyl na resini za perchlorovinyl ni sugu kwa maji, mafuta ya moto, kemikali za asidi na alkali, kwa hiyo hutumiwa kama mipako ya varnishes na enamels kulinda vilima, pamoja na sehemu za chuma kutokana na kutu. Unapaswa kuzingatia mshikamano dhaifu wa kloridi ya polyvinyl na varnish ya perchlorovinyl na enamels kwa metali. Mwisho huo huwekwa kwanza na safu ya primer, na kisha kwa varnish au enamel kulingana na resini za kloridi za polyvinyl. Kukausha kwa varnishes hizi na enamels hufanyika saa 20, pamoja na 50-60 ° C. Hasara za aina hii ya mipako ni pamoja na joto la chini la uendeshaji, linalofikia 60-70 ° C.

Varnishes na enamels kulingana na resini za epoxy zina sifa ya uwezo wa juu wa wambiso na upinzani wa joto ulioongezeka kidogo (hadi 130 ° C). Varnishes kulingana na resini za alkyd na phenolic (phenol alkyd varnishes) zina mali nzuri ya kukausha katika tabaka nene na kuunda filamu za elastic ambazo zinaweza kufanya kazi kwa muda mrefu kwa joto la 120-130 ° C. Filamu za varnishes hizi ni unyevu na mafuta.

Varnishes ya maji-emulsion ni emulsions imara ya besi za varnish katika maji ya bomba. Msingi wa varnish hufanywa kutoka kwa resini za synthetic, na pia kutoka kwa mafuta ya kukausha na mchanganyiko wao. Varnish ya emulsion ya maji ni moto na haiwezi kulipuka kwa sababu haina vimumunyisho vya kikaboni vinavyoweza kuwaka. Kwa sababu ya mnato wao wa chini, varnish kama hizo zina uwezo mzuri wa uumbaji. Zinatumika kwa uingizaji wa vilima vya stationary na kusonga vya mashine za umeme na vifaa vinavyofanya kazi kwa muda mrefu kwa joto hadi 105 ° C.

Misombo ya kuhami ya umeme

Misombo ni misombo ya kuhami ambayo ni kioevu wakati wa matumizi na kisha kuimarisha. Misombo hiyo haina vimumunyisho. Kulingana na madhumuni yao, nyimbo hizi zimegawanywa katika kuingiza na kujaza. Ya kwanza ni kutumika kwa ajili ya impregnation ya windings ya mashine ya umeme na vifaa, pili - kwa ajili ya kujaza cavities katika couplings cable, na pia katika mashine ya umeme na vifaa kwa ajili ya kuziba.

Michanganyiko inaweza kuwa thermoset (isiyolainishwa baada ya kuponya) na thermoplastic (kulainishwa inapokanzwa baadae). Mchanganyiko wa thermosetting ni pamoja na misombo kulingana na epoxy, polyester na resini nyingine. Thermoplastics ni pamoja na misombo kulingana na bitumen, dielectrics waxy na polima thermoplastic (polystyrene, polyisobutylene, nk). Misombo ya kuweka mimba na kutupwa kulingana na lami kwa suala la upinzani wa joto ni ya darasa A (105 ° C), na baadhi ya darasa Y (hadi 90 ° C). Misombo ya epoxy na organosilicon ina upinzani mkubwa wa joto.

Michanganyiko ya MBC hutengenezwa kwa msingi wa esta za methakriliki na hutumika kama misombo ya upachikaji mimba na chungu. Baada ya ugumu wa 70-100 ° C (na kwa ngumu maalum kwa 20 ° C) ni vitu vya thermosetting ambavyo vinaweza kutumika katika kiwango cha joto kutoka -55 hadi +105 ° C.

Nyenzo za kuhami umeme za nyuzi zisizo na mimba

Kundi hili linajumuisha nyenzo za karatasi na roll zinazojumuisha nyuzi za asili ya kikaboni na isokaboni. Nyenzo za nyuzi za asili ya kikaboni (karatasi, kadibodi, nyuzi na kitambaa) hupatikana kutoka kwa nyuzi za mmea za kuni, pamba na hariri ya asili. Unyevu wa kawaida wa kadibodi ya kuhami umeme, karatasi na nyuzi ni kati ya 6 hadi 10%. Nyenzo za kikaboni zenye nyuzinyuzi kulingana na nyuzi za synthetic (nylon) zina unyevu wa 3 hadi 5%. Takriban unyevu sawa huzingatiwa katika nyenzo zinazozalishwa kwa misingi ya nyuzi za isokaboni (asbesto, fiberglass). Vipengele vya sifa vya nyenzo za isokaboni za nyuzi ni kutowaka kwao na upinzani wa juu wa joto (darasa C). Sifa hizi za thamani katika hali nyingi hupunguzwa wakati nyenzo hizi zimewekwa na varnish.

Karatasi ya kuhami umeme kawaida hufanywa kutoka kwa massa ya kuni. Karatasi ya mica, inayotumiwa katika uzalishaji wa kanda za mica, ina porosity kubwa zaidi. Kadi ya umeme hutengenezwa kutoka kwa selulosi ya kuni au kutoka kwa mchanganyiko wa nyuzi za pamba na kuni (sulfate) nyuzi za selulosi, zilizochukuliwa kwa uwiano mbalimbali. Kuongezeka kwa maudhui ya nyuzi za pamba hupunguza hygroscopicity na shrinkage ya kadi. Kadibodi ya umeme iliyoundwa kufanya kazi hewani ina muundo mnene ikilinganishwa na kadibodi iliyoundwa kufanya kazi kwenye mafuta. Kadibodi yenye unene wa 0.1-0.8 mm hutolewa kwa safu, na kadibodi yenye unene wa mm 1 na hapo juu hutolewa kwa karatasi za ukubwa mbalimbali.

Fiber ni nyenzo ya monolithic iliyopatikana kwa kushinikiza karatasi, kabla ya kutibiwa na ufumbuzi wa joto wa kloridi ya zinki na kuosha ndani ya maji. Fiber inaweza kutumika kwa aina zote za usindikaji wa mitambo na ukingo baada ya kuloweka nafasi zake katika maji ya moto.

Letheroid ni karatasi nyembamba na fiber roll kutumika kwa ajili ya utengenezaji wa aina mbalimbali za gaskets kuhami umeme, washers na bidhaa umbo.

Karatasi za asbestosi, kadibodi na kanda hufanywa kutoka kwa nyuzi za asbestosi za chrysotile, ambazo zina elasticity kubwa zaidi na uwezo wa kupotosha kwenye nyuzi. Nyenzo zote za asbesto zinakabiliwa na alkali, lakini zinaharibiwa kwa urahisi na asidi.

Kanda za kioo za kuhami za umeme na vitambaa hufanywa kutoka kwa nyuzi za kioo zilizopatikana kutoka kwa glasi zisizo na alkali au za chini za alkali. Faida ya nyuzi za kioo juu ya nyuzi za mimea na asbestosi ni uso wao laini, ambao hupunguza ngozi ya unyevu kutoka hewa. Upinzani wa joto wa vitambaa vya kioo na kanda ni kubwa zaidi kuliko asbestosi.

Vitambaa vya kuhami vya umeme vya kuhami (vitambaa vya varnish)

Vitambaa vya varnished ni vifaa vinavyoweza kubadilika vinavyojumuisha kitambaa kilichowekwa na varnish au aina fulani ya kiwanja cha kuhami umeme. Varnish ya mimba au utungaji baada ya ugumu huunda filamu yenye kubadilika, ambayo hutoa mali nzuri ya kuhami umeme ya kitambaa cha varnished. Kulingana na msingi wa kitambaa, vitambaa vya varnished vinagawanywa katika pamba, hariri, nylon na kioo (fiberglass).

Mafuta, mafuta-lami, escapon na organosilicon varnishes, pamoja na enamels za silicone, ufumbuzi wa raba za silicone, nk hutumiwa kama nyimbo za kuingiza kwa vitambaa vya varnished Vitambaa vya hariri na nylon vina upanuzi mkubwa zaidi na kubadilika. Wanaweza kufanya kazi kwa joto la si zaidi ya 105 ° C (darasa A). Vitambaa vyote vya varnished pamba ni vya darasa sawa la upinzani wa joto.

Sehemu kuu za matumizi ya vitambaa vya varnished ni: mashine za umeme, vifaa na vifaa vya chini vya voltage. Vitambaa vya lacquered hutumiwa kwa kugeuka rahisi na insulation ya groove, pamoja na gaskets mbalimbali za kuhami umeme.

Plastiki

Plastiki ni nyenzo ngumu ambazo, katika hatua fulani ya utengenezaji, hupata mali ya plastiki na katika hali hii inaweza kutumika kutengeneza bidhaa za sura fulani. Nyenzo hizi ni vitu vyenye mchanganyiko vinavyojumuisha binder, fillers, dyes, plasticizers na vipengele vingine. Nyenzo za kuanzia kwa utengenezaji wa bidhaa za plastiki ni poda za kushinikiza na vifaa vya kushinikiza. Kulingana na upinzani wa joto, plastiki imeainishwa kama thermosetting na thermoplastic.

Plastiki za kuhami za umeme za laminated

Plastiki za laminated ni nyenzo zinazojumuisha tabaka zinazobadilishana za kujaza karatasi (karatasi au kitambaa) na binder. Muhimu zaidi wa plastiki ya kuhami umeme ya laminated ni getinax, textolite na fiberglass. Zinajumuisha vichungi vya karatasi vilivyopangwa kwa tabaka, na bakelite, epoxy, resini za organosilicon na nyimbo zao hutumiwa kama vifungo.

Aina maalum za karatasi iliyoingizwa (katika getinaks), vitambaa vya pamba (katika textolite) na vitambaa vya kioo visivyo na alkali (katika fiberglass) hutumiwa kama vijazaji. Vichungi vilivyoorodheshwa huwekwa kwanza na varnish ya bakelite au silicone, kavu na kukatwa kwenye karatasi za saizi fulani. Vichungi vya karatasi vilivyotayarishwa hukusanywa kwenye mifuko ya unene uliopeanwa na kushinikizwa kwa moto, wakati ambapo karatasi za kibinafsi zimeunganishwa kwa kila mmoja kwa kutumia resini.

Getinax na textolite ni sugu kwa mafuta ya madini, kwa hivyo hutumiwa sana katika vifaa vya umeme vilivyojaa mafuta na transfoma. Nyenzo ya bei nafuu ya laminate ni laminate ya mbao (delta kuni). Inapatikana kwa kushinikiza moto kwa karatasi nyembamba za birch veneer, kabla ya mimba na resini za bakelite. Miti ya Delta hutumiwa kwa ajili ya utengenezaji wa sehemu za nguvu za miundo na umeme zinazofanya kazi katika mafuta. Kufanya kazi nje, nyenzo hii inahitaji ulinzi makini kutoka kwa unyevu.

Maandishi ya asbesto ni plastiki ya kuhami ya umeme iliyotiwa safu iliyopatikana kwa kushinikiza moto kwa karatasi za kitambaa cha asbesto, kilichowekwa mapema na resin ya bakelite. Inazalishwa kwa namna ya bidhaa za umbo, na pia kwa namna ya karatasi na sahani na unene wa 6 hadi 60 mm. Asbogetinax ni plastiki ya laminated inayozalishwa kwa kubonyeza moto kwa karatasi ya asbestosi iliyo na 20% kraft cellulose au karatasi ya asbesto bila selulosi, iliyoingizwa na binder ya epoxy-phenol-formaldehyde.

Kati ya vifaa vya kuhami vya umeme vinavyozingatiwa, laminates za fiberglass kulingana na organosilicon na binders epoxy zina upinzani mkubwa wa joto, sifa bora za umeme na mitambo, kuongezeka kwa upinzani wa unyevu na upinzani kwa mold ya kuvu.

Bidhaa za kuhami umeme za jeraha

Majeraha ya bidhaa za kuhami joto za umeme ni mirija na silinda dhabiti zilizotengenezwa kwa kuzungusha nyenzo zozote za nyuzi zilizowekwa mapema kwa kifunga kwenye vijiti vya chuma. Aina maalum za karatasi za vilima au za kuingiza, pamoja na vitambaa vya pamba na vitambaa vya fiberglass hutumiwa kama nyenzo za nyuzi. Vifunga ni bakelite, epoxy, silicone na resini nyingine.

Bidhaa za kuhami umeme za jeraha, pamoja na fimbo za chuma ambazo zinajeruhiwa, zimekaushwa kwa joto la juu. Ili kufanya bidhaa za jeraha hygroscopic, ni varnished. Kila safu ya varnish ni kavu katika tanuri. Vijiti vya maandishi madhubuti vinaweza pia kuainishwa kama bidhaa za jeraha, kwa sababu pia hutolewa na nafasi zilizo wazi kutoka kwa kichungi cha nguo kilichowekwa na varnish ya bakelite. Baada ya hayo, nafasi zilizoachwa wazi zinakabiliwa na ukandamizaji wa moto katika molds za chuma. Bidhaa za kuhami za umeme za jeraha hutumiwa katika transfoma na insulation ya hewa na mafuta, katika swichi za hewa na mafuta, vifaa mbalimbali vya umeme na vipengele vya vifaa vya umeme.

Vifaa vya kuhami umeme vya madini

Vifaa vya kuhami umeme vya madini ni pamoja na miamba: mica, marumaru, slate, sabuni na basalt. Kundi hili pia linajumuisha vifaa vinavyotengenezwa kutoka saruji ya Portland na asbestosi (saruji ya asbesto na plastiki ya asbestosi). Kikundi hiki kizima cha dielectri za isokaboni kina sifa ya upinzani mkubwa kwa arcs za umeme na ina sifa za juu za mitambo. Dielectrics za madini (isipokuwa mica na basalt) zinaweza kutengenezwa, isipokuwa kwa threading.

Bidhaa za kuhami umeme kutoka kwa marumaru, slate na sabuni hupatikana kwa namna ya bodi za paneli na besi za kuhami umeme kwa swichi na swichi za chini za voltage. Hasa bidhaa sawa kutoka kwa basalt iliyochanganywa inaweza kupatikana tu kwa kutupwa kwenye molds. Ili bidhaa za basalt ziwe na sifa muhimu za mitambo na umeme, zinakabiliwa na matibabu ya joto ili kuunda awamu ya fuwele katika nyenzo.

Bidhaa za kuhami za umeme zilizotengenezwa kutoka saruji ya asbestosi na plastiki ya asbestosi ni bodi, besi, partitions na vyumba vya kuzima vya arc. Ili kufanya aina hii ya bidhaa, mchanganyiko unaojumuisha saruji ya Portland na fiber asbesto hutumiwa. Bidhaa za plastiki za asbesto huzalishwa kwa kushinikiza baridi kutoka kwa wingi ambao 15% ya dutu ya plastiki (kaolin au udongo wa ukingo) imeongezwa. Hii inafanikisha fluidity kubwa ya molekuli ya awali ya kushinikiza, ambayo inafanya uwezekano wa kupata bidhaa za kuhami za umeme za wasifu tata kutoka kwa plastiki ya asbestosi.

Hasara kuu ya dielectri nyingi za madini (isipokuwa mica) ni kiwango cha chini cha sifa zao za umeme, zinazosababishwa na idadi kubwa ya pores iliyopo na kuwepo kwa oksidi za chuma. Jambo hili inaruhusu matumizi ya dielectri ya madini tu katika vifaa vya chini vya voltage.

Katika hali nyingi, dielectrics zote za madini, isipokuwa mica na basalt, huingizwa na mafuta ya taa, lami, styrene, resini za bakelite, nk kabla ya matumizi. Athari kubwa hupatikana wakati wa kuingiza dielectri za madini zilizosindika tayari kwa mitambo (paneli, partitions, vyumba, nk. .).

Marumaru na bidhaa zilizotengenezwa kutoka kwake hazivumilii mabadiliko ya ghafla ya joto na itapasuka. Slate, basalt, soapstone, mica na saruji ya asbesto ni sugu zaidi kwa mabadiliko ya ghafla ya joto.

Mica vifaa vya kuhami umeme

Nyenzo hizi zinajumuisha karatasi za mica zilizounganishwa kwa kutumia aina fulani ya resin au varnish ya wambiso. Nyenzo za mica zilizopigwa ni pamoja na micanites, micafolia na mycalentes. Vifaa vya mica ya glued hutumiwa hasa kwa kuhami vilima vya mashine za umeme za juu-voltage (jenereta, motors za umeme), pamoja na kuhami mashine za chini-voltage na mashine zinazofanya kazi katika hali mbaya.

Micanites ni nyenzo za karatasi ngumu au rahisi zinazopatikana kwa gluing karatasi za mica iliyokatwa kwa kutumia shellac, glyphthalic, organosilicon na resini nyingine au varnishes kulingana na resini hizi.

Aina kuu za micanite ni mtoza, spacer, ukingo na kubadilika. Mtoza na spacer micanites ni wa kundi la micanites imara, ambayo, baada ya gluing mica, ni taabu kwa shinikizo maalum ya juu na joto. Micanite hizi zina shrinkage ndogo ya unene na msongamano mkubwa. Micanite ya ukingo na nyumbufu ina muundo usio na msongamano na msongamano wa chini.

Mtoza micanite ni nyenzo ngumu ya karatasi iliyotengenezwa kutoka kwa karatasi ya mica iliyounganishwa kwa kutumia shellac au resini za glyphthal au varnish kulingana na resini hizi. Ili kuhakikisha nguvu za mitambo wakati wa kufanya kazi katika watoza wa mashine za umeme, hakuna zaidi ya 4% ya wambiso huletwa kwenye micanites hizi.

Spacer micanite ni nyenzo ngumu ya karatasi iliyotengenezwa kutoka kwa karatasi za mica iliyokatwa, iliyounganishwa kwa kutumia shellac au resini za glyphthal au varnishes kulingana nao. Baada ya kuunganisha, karatasi za micanite ya mto hupigwa. Nyenzo hii ina mica 75-95% na adhesive 25-5%.

Micanite ya ukingo ni nyenzo ngumu ya karatasi iliyotengenezwa kutoka kwa karatasi za mica iliyokatwa, iliyounganishwa kwa kutumia shellac, glyphthalic au organosilicon resini au varnishes kulingana nao. Baada ya gluing, karatasi za micanite ya ukingo husisitizwa kwa joto la 140-150 ° C.

Flexible micanite ni nyenzo za karatasi ambazo zinaweza kubadilika kwa joto la kawaida. Imetengenezwa kutoka kwa karatasi za mica iliyokatwa, iliyotiwa mafuta-bitumen, mafuta-glyphthalic au varnish ya silicone (bila kavu), na kutengeneza filamu zinazoweza kubadilika.

Aina fulani za micanite inayoweza kubadilika hufunikwa na karatasi ya mica pande zote mbili ili kuongeza nguvu za mitambo. Fiber ya kioo yenye kubadilika ni nyenzo ya karatasi ambayo inaweza kubadilika kwa joto la kawaida. Hii ni aina ya micanite yenye kubadilika, inayojulikana na kuongezeka kwa nguvu za mitambo na kuongezeka kwa upinzani kwa joto. Nyenzo hii imetengenezwa kutoka kwa karatasi za mica iliyokatwa, iliyowekwa pamoja na varnish ya silicone au mafuta-glyphthalic, na kutengeneza filamu zinazoweza kuhimili joto. Laha za glasi ya nyuzinyuzi inayoweza kunyumbulika hufunikwa pande zote mbili au upande mmoja na glasi ya nyuzi isiyo na alkali.

Mikafolia ni roll au karatasi ya vifaa vya kuhami umeme, vinavyotengenezwa katika hali ya joto. Inajumuisha safu moja au kadhaa, kwa kawaida mbili au tatu, za karatasi za mica zilizounganishwa pamoja na karatasi yenye unene wa 0.05 mm, au yenye fiberglass, au na mesh ya fiberglass. Shellac, glyphthal, polyester au organosilicon hutumiwa kama varnish za wambiso.

Tape ya Mica ni nyenzo ya kuhami ya umeme iliyovingirishwa ambayo inaweza kubadilika kwa joto la kawaida. Inajumuisha safu moja ya karatasi ya mica iliyokatwa, iliyounganishwa pamoja na kufunikwa kwa pande moja au pande zote mbili na karatasi nyembamba ya mica, fiberglass au mesh ya fiberglass. Lami ya mafuta, glyphthalic, organosilicon na suluhisho za mpira hutumiwa kama varnish ya wambiso.

Mikasilk ni nyenzo ya kuhami ya umeme iliyovingirishwa, inayoweza kubadilika kwa joto la kawaida. Mikasilk ni moja ya aina ya mycalente, lakini kwa kuongezeka kwa nguvu ya mitambo. Inajumuisha safu moja ya karatasi za mica iliyokatwa, iliyounganishwa na kufunikwa upande mmoja na kitambaa kilichofanywa kwa hariri ya asili, na kwa upande mwingine na karatasi ya mica. Vanishi za mafuta-glyphthalic au mafuta-bitumen zilitumiwa kama varnish za wambiso, na kutengeneza filamu zinazobadilika.

Mikafat ni roll au karatasi ya vifaa vya kuhami vya umeme ambavyo vinaweza kubadilika kwa joto la kawaida. Nguo ya Mica ina tabaka kadhaa za mica iliyokatwa, iliyounganishwa na kufunikwa pande zote mbili na kitambaa cha pamba (percale) au karatasi ya mica upande mmoja na kitambaa kwa upande mwingine.

Micalex ni plastiki ya mica iliyotengenezwa kwa kubofya kutoka kwa mchanganyiko wa mica ya unga na glasi. Baada ya kushinikiza, bidhaa zinakabiliwa na matibabu ya joto (kukausha). Micalex huzalishwa kwa namna ya sahani na vijiti, na pia kwa namna ya bidhaa za kuhami umeme (paneli, besi za swichi, capacitors hewa, nk). Wakati wa kushinikiza bidhaa za Micalex, sehemu za chuma zinaweza kuongezwa kwao. Bidhaa hizi zinafaa kwa kila aina ya usindikaji wa mitambo.

Mica vifaa vya kuhami umeme

Wakati wa kuendeleza mica ya asili na wakati wa kutengeneza vifaa vya kuhami umeme kulingana na mica iliyokatwa, kiasi kikubwa cha taka kinabakia. Usafishaji wao hufanya iwezekanavyo kupata vifaa vipya vya kuhami umeme - mica. Aina hii ya nyenzo hufanywa kutoka kwa karatasi ya mica, iliyotibiwa kabla na aina fulani ya wambiso (resini, varnishes). Nyenzo za kuhami umeme za mica ngumu au rahisi zinapatikana kutoka kwa karatasi ya mica kwa kuunganisha na varnishes ya wambiso au resini na kushinikiza moto kwa baadae. Resini za wambiso zinaweza kuletwa moja kwa moja kwenye molekuli ya mica ya kioevu - kusimamishwa kwa mica. Miongoni mwa vifaa muhimu vya mica, zifuatazo lazima zitajwa.

Mtozaji wa Sludinite ni nyenzo za karatasi imara, zilizohesabiwa kwa unene. Inapatikana kwa kushinikiza karatasi za moto za karatasi ya mica iliyotibiwa na varnish ya shellac. Mica ya mtoza huzalishwa katika karatasi za ukubwa kutoka 215 x 400 mm hadi 400 x 600 mm.

Mica cushioning ni nyenzo ngumu ya karatasi iliyopatikana kwa kushinikiza karatasi moto za karatasi ya mica iliyowekwa na varnish ya wambiso. Spacer mica huzalishwa katika karatasi za kupima 200 x 400 mm. Gaskets imara na washers hufanywa kutoka humo kwa mashine za umeme na vifaa na overheating ya kawaida na kuongezeka.

Mica ya glasi ya ukingo ni nyenzo ya karatasi ngumu wakati wa baridi na rahisi kubadilika inapokanzwa. Inapatikana kwa kuunganisha karatasi ya mica kwa substrates za fiberglass. Mica ya glasi inayokinza joto ni nyenzo dhabiti iliyofinywa katika hali ya joto. Inafanywa kwa kuunganisha karatasi za mica kwenye fiberglass kwa kutumia varnish ya silicone isiyo na joto. Inazalishwa katika karatasi za kupima 250 x 350 mm au zaidi. Nyenzo hii imeongeza nguvu ya mvutano wa mitambo.

Sludinite flexible ni nyenzo za karatasi ambazo zinaweza kubadilika kwa joto la kawaida. Inatolewa na karatasi za gluing za karatasi ya mica ikifuatiwa na kushinikiza moto. Varnish ya polyester au silicone hutumiwa kama binder. Aina nyingi za mica inayoweza kubadilika hufunikwa na fiberglass kwa pande moja au zote mbili. Flexible kioo mica (joto sugu) ni nyenzo ya karatasi ambayo ni rahisi kwa joto la kawaida. Inazalishwa kwa kuunganisha karatasi moja au kadhaa ya karatasi ya mica kwenye fiberglass au mesh ya fiberglass kwa kutumia varnishes ya organosilicon. Baada ya gluing, nyenzo ni moto taabu. Inafunikwa na fiberglass kwa pande moja au pande zote mbili ili kuongeza nguvu za mitambo.

Sludinitofolium ni roll au nyenzo za karatasi, zinazobadilika wakati wa joto, zilizopatikana kwa kuunganisha karatasi moja au kadhaa ya karatasi ya mica na karatasi ya simu 0.05 mm nene, inayotumiwa kama substrate rahisi. Upeo wa matumizi ya nyenzo hii ni sawa na micafolia kulingana na mica iliyokatwa. Sludinitofolium huzalishwa katika safu 320-400 mm kwa upana.

Mica tepi ni nyenzo iliyovingirishwa inayostahimili joto, inayoweza kunyumbulika kwenye joto la kawaida, inayojumuisha karatasi ya mica iliyofunikwa kwa pande moja au pande zote mbili na matundu ya glasi ya fiberglass au fiberglass. Kanda za Mica huzalishwa hasa katika rollers na upana wa 15, 20, 23, 25, 30 na 35 mm, chini ya mara nyingi katika safu.

Tape ya kioo-mica ni nyenzo iliyoviringishwa, baridi-inayoweza kunyumbulika inayojumuisha karatasi ya mica, mesh ya fiberglass na karatasi ya mica, iliyounganishwa na kuingizwa na varnish ya epoxy-polyester. Uso wa mkanda umefunikwa na safu ya nata ya kiwanja. Inazalishwa katika rollers na upana wa 15, 20, 23, 30, 35 mm.

Mica electrocardboard ya kioo ni nyenzo ya karatasi ambayo inaweza kubadilika kwa joto la kawaida. Inapatikana kwa gluing karatasi ya mica, kadi ya umeme na fiberglass kwa kutumia varnish. Inapatikana katika karatasi za kupima 500 x 650 mm.

Mica-plastiki vifaa vya kuhami umeme

Nyenzo zote za mica-plastiki zinazalishwa kwa kuunganisha na kushinikiza karatasi za karatasi ya mica-plastiki. Mwisho hupatikana kutoka kwa taka isiyo ya viwanda ya mica kama matokeo ya kusagwa kwa mitambo ya chembe na wimbi la elastic. Ikilinganishwa na vifaa vya mica-plastiki, vifaa vya mica-plastiki vina nguvu kubwa ya mitambo, lakini ni chini ya homogeneous, kwa vile vinajumuisha chembe kubwa kuliko mica-plastiki. Nyenzo muhimu zaidi za kuhami umeme za mica-plastiki ni zifuatazo.

Plastiki ya mica ya mtoza ni nyenzo ngumu ya karatasi iliyosawazishwa kwa unene. Inapatikana kwa kushinikiza karatasi za moto za karatasi ya mica, kabla ya kuvikwa na safu ya wambiso. Inapatikana katika karatasi za kupima 215 x 465 mm.

Mica cushioning ni nyenzo ngumu ya karatasi iliyotengenezwa na karatasi moto za mica iliyopakwa safu ya binder. Inapatikana katika karatasi za kupima 520 x 850 mm.

Mica ya ukingo ni nyenzo ya karatasi iliyoshinikizwa ambayo ni ngumu wakati wa baridi na inaweza kufinyangwa inapokanzwa. Inapatikana katika karatasi za ukubwa kutoka 200 x 400 mm hadi 520 x 820 mm.

Mica inayobadilika ni nyenzo ya karatasi iliyoshinikizwa ambayo inaweza kubadilika kwa joto la kawaida. Inapatikana katika karatasi za ukubwa kutoka 200 x 400 mm hadi 520 x 820 mm. Flexible kioo mica plastiki ni taabu karatasi nyenzo, rahisi kwa joto la kawaida, yenye tabaka kadhaa ya karatasi mica, kufunikwa upande mmoja na fiberglass, na kwa upande mwingine na fiberglass mesh au pande zote mbili na mesh fiberglass. Inapatikana katika karatasi za ukubwa kutoka 250 x 500 mm hadi 500 x 850 mm.

Mica-plastiki folium ni nyenzo iliyovingirishwa au karatasi, inayoweza kubadilika na inayoweza kutengenezwa katika hali ya joto, iliyopatikana kwa kuunganisha karatasi kadhaa za karatasi ya mica-plastiki na kubandikwa upande mmoja na karatasi ya simu au bila hiyo.

Tape ya plastiki ya Mica ni nyenzo inayobadilika kwa joto la kawaida, inayojumuisha karatasi ya plastiki ya mica iliyofunikwa na karatasi ya mica pande zote mbili. Nyenzo hii inapatikana katika rollers na upana wa 12, 15, 17, 24, 30 na 34 mm.

Kioo kisichostahimili joto mkanda wa plastiki wa mica ni nyenzo inayoweza kubadilika kwa joto la kawaida, inayojumuisha safu moja ya karatasi ya mica, iliyofunikwa kwa pande moja au pande zote mbili na fiberglass au mesh ya fiberglass kwa kutumia varnish ya silicone. Nyenzo huzalishwa katika rollers na upana wa 15, 20, 25, 30 na 35 mm.

Vifaa vya umeme na glasi

Vifaa vya umeme ni vitu vikali vya bandia vilivyopatikana kutokana na matibabu ya joto (kurusha) ya raia wa awali wa kauri yenye madini mbalimbali (udongo, talc, nk) na vitu vingine vilivyochukuliwa kwa uwiano fulani. Bidhaa mbalimbali za electroceramic zinapatikana kutoka kwa raia wa kauri: insulators, capacitors, nk.

Wakati wa kurusha joto la juu la bidhaa hizi, michakato ngumu ya kimwili na kemikali hutokea kati ya chembe za vitu vya kuanzia na kuundwa kwa vitu vipya vya muundo wa fuwele na kioo.

Vifaa vya umeme vimegawanywa katika vikundi 3: vifaa ambavyo vihami hufanywa (keramik ya kuhami), vifaa ambavyo capacitors hufanywa (keramik ya capacitor), na vifaa vya kauri vya ferroelectric, ambavyo vina viwango vya juu vya kawaida vya athari ya dielectric na piezoelectric. Mwisho hutumiwa katika uhandisi wa redio. Vifaa vyote vya umeme vina sifa ya upinzani wa juu wa joto, upinzani wa hali ya hewa, upinzani wa cheche za umeme na arcs, na kuwa na mali nzuri ya kuhami umeme na nguvu ya juu ya mitambo.

Pamoja na vifaa vya umeme, aina nyingi za insulators zinafanywa kwa kioo. Miwani ya chini ya alkali na alkali hutumiwa kwa ajili ya uzalishaji wa insulators. Aina nyingi za insulators za juu za voltage zinafanywa kutoka kioo cha hasira. Vihami vya kioo vya hasira ni bora katika nguvu za mitambo kwa insulators za porcelaini.

Nyenzo za sumaku

Kiasi ambacho mali ya sumaku ya nyenzo hupimwa huitwa sifa za sumaku. Hizi ni pamoja na: upenyezaji kabisa wa sumaku, upenyezaji wa sumaku wa jamaa, mgawo wa joto wa upenyezaji wa sumaku, nishati ya juu ya shamba la sumaku, nk Nyenzo zote za sumaku zimegawanywa katika vikundi viwili kuu: sumaku laini na sumaku ngumu.

Nyenzo za laini za sumaku zina sifa ya upotezaji mdogo wa hysteresis (hysteresis ya sumaku - lag katika magnetization ya mwili kutoka uwanja wa sumaku wa nje). Zina thamani kubwa kiasi za upenyezaji wa sumaku, nguvu ya chini ya shuruti na upenyezaji wa juu kiasi. Nyenzo hizi hutumiwa kwa ajili ya utengenezaji wa cores magnetic ya transfoma, mashine za umeme na vifaa, skrini za magnetic na vifaa vingine ambapo magnetization na hasara ya chini ya nishati inahitajika.

Vifaa vya magnetic ngumu vina sifa ya hasara kubwa ya hysteresis, yaani, wana nguvu ya juu ya kulazimishwa na induction ya juu ya mabaki. Nyenzo hizi, zikiwa na sumaku, zinaweza kuhifadhi nishati ya magnetic inayotokana kwa muda mrefu, yaani, huwa vyanzo vya shamba la magnetic mara kwa mara. Nyenzo za sumaku ngumu hutumiwa kutengeneza sumaku za kudumu.

Kulingana na msingi wao, vifaa vya magnetic vinagawanywa katika metali, nonmetallic na magnetodielectrics. Nyenzo za metali laini zenye nguvu za sumaku ni pamoja na: chuma safi (kimeme), chuma cha umeme cha karatasi, chuma-Armco, permalloy (aloi za chuma-nikeli), n.k. Nyenzo ngumu za metali ni pamoja na: vyuma vya aloi, aloi maalum kulingana na chuma na alumini na nikeli na aloi. vipengele (cobalt, silicon, nk). Nyenzo zisizo za metali za magnetic ni pamoja na ferrites. Hizi ni nyenzo zilizopatikana kutoka kwa mchanganyiko wa unga wa oksidi za metali fulani na oksidi ya chuma. Bidhaa za feri zilizoshinikizwa (cores, pete, n.k.) hutolewa kwa joto la 1300-1500 ° C. Ferrites ni laini au sumaku ngumu.

Magnetodielectrics ni vifaa vyenye mchanganyiko vinavyojumuisha 70-80% ya poda ya sumaku na 30-20% ya dielectri ya kikaboni ya juu ya polima. Ferrites na magnetodielectrics hutofautiana na nyenzo za sumaku za chuma kwa kuwa na viwango vya juu vya kupinga kiasi, ambayo hupunguza kwa kasi hasara za sasa za eddy. Hii inaruhusu nyenzo hizi kutumika katika teknolojia ya juu-frequency. Kwa kuongeza, feri zina sifa za sumaku thabiti juu ya anuwai ya masafa.

Karatasi ya chuma ya umeme

Chuma cha umeme ni nyenzo laini ya sumaku. Ili kuboresha sifa za magnetic, silicon huongezwa ndani yake, ambayo huongeza upinzani wa chuma, ambayo inasababisha kupunguzwa kwa hasara za sasa za eddy. Chuma hiki kinazalishwa kwa namna ya karatasi na unene wa 0.1; 0.2; 0.35; 0.5; 1.0 mm, upana kutoka 240 hadi 1000 mm na urefu kutoka 720 hadi 2000 mm.

Permalloy

Nyenzo hizi ni aloi za chuma-nickel na maudhui ya nickel ya 36 hadi 80%. Ili kuboresha sifa fulani za permalloys, chromium, molybdenum, shaba, nk huongezwa kwa muundo wao. Sifa za tabia za permalloy zote ni sumaku yao rahisi katika uwanja dhaifu wa sumaku na kuongezeka kwa maadili ya kupinga umeme.

Permalloys ni aloi za ductile, zimevingirwa kwa urahisi kwenye karatasi na vipande na unene wa hadi 0.02 mm au chini. Kutokana na kuongezeka kwa upinzani na utulivu wa sifa za magnetic, permalloys inaweza kutumika hadi masafa ya 200-500 kHz. Permalloys ni nyeti sana kwa deformation, ambayo husababisha kuzorota kwa sifa zao za awali za magnetic. Kurejesha kiwango cha asili cha sifa za sumaku za sehemu zilizoharibika za permalloy hupatikana kwa kutibu joto kulingana na serikali iliyoendelezwa madhubuti.

Nyenzo za sumaku ngumu

Nyenzo ngumu za sumaku zina maadili makubwa ya nguvu ya kulazimisha na induction ya mabaki ya juu, na kwa hivyo, maadili makubwa ya nishati ya sumaku. Nyenzo ngumu za sumaku ni pamoja na:

• aloi ngumu kwa martensite (vyuma vilivyowekwa na chromium, tungsten au cobalt);
• aloi za chuma-nickel-alumini zisizo na laini za ugumu wa utawanyiko (alni, alnico, nk);
• aloi zinazoweza kutumika kwa msingi wa chuma, cobalt na vanadium (viccaloy) au msingi wa chuma, cobalt, molybdenum (komol);
• aloi zilizo na nguvu ya juu sana kulingana na metali nzuri (platinamu - chuma; fedha - manganese - alumini, nk);
• vifaa vya chuma-kauri visivyoweza kuharibika vilivyopatikana kwa kukandamiza vipengee vya unga na kufuatiwa na kurusha bidhaa zilizoshinikizwa (sumaku);
• feri zenye nguvu za sumaku;
• vifaa vya chuma-plastiki visivyoweza kunyonya vilivyopatikana kutoka kwa poda kubwa zinazojumuisha chembe za nyenzo ngumu ya sumaku na binder (resin ya syntetisk);
• vifaa vya magnetoelastic (magnetoelasts), yenye poda ya nyenzo ngumu ya magnetic na binder elastic (mpira, mpira).

Uingizaji wa mabaki wa sumaku za chuma-plastiki na magnetoelastic ni 20-30% chini ikilinganishwa na sumaku za kutupwa zilizofanywa kwa nyenzo sawa za magnetic (alni, alnico, nk).

Ferrites

Ferrites ni nyenzo zisizo za metali za sumaku zilizotengenezwa kutoka kwa mchanganyiko wa oksidi za chuma zilizochaguliwa maalum na oksidi ya chuma. Jina la ferrite linatambuliwa na jina la chuma cha divalent, oksidi ambayo ni sehemu ya ferrite. Kwa hiyo, ikiwa ferrite ina oksidi ya zinki, basi ferrite inaitwa zinki; ikiwa oksidi ya manganese imeongezwa kwa nyenzo - manganese.

Feri ngumu (mchanganyiko) hutumiwa katika teknolojia, kuwa na sifa za juu za sumaku na kupinga zaidi ikilinganishwa na feri rahisi. Mifano ya feri tata ni nickel-zinki, manganese-zinki, nk.

Feri zote ni vitu vya muundo wa polycrystalline, uliopatikana kutoka kwa oksidi za chuma kutokana na poda za sintering za oksidi mbalimbali kwa joto la 1100-1300 ° C. Ferrites inaweza tu kusindika na chombo cha abrasive. Wao ni semiconductors magnetic. Hii inawawezesha kutumika katika mashamba ya sumaku ya juu-frequency, kwa kuwa hasara zao kutokana na mikondo ya eddy ni ndogo.

Nyenzo na bidhaa za semiconductor

Semiconductors ni pamoja na idadi kubwa ya vifaa ambavyo hutofautiana kutoka kwa kila mmoja katika muundo wa ndani, muundo wa kemikali na mali ya umeme. Kulingana na muundo wao wa kemikali, vifaa vya semiconductor vya fuwele vimegawanywa katika vikundi 4:

1. vifaa vinavyojumuisha atomi za kipengele kimoja: germanium, silicon, selenium, fosforasi, boroni, indium, gallium, nk;
2. vifaa vinavyojumuisha oksidi za chuma: oksidi ya kikombe, oksidi ya zinki, oksidi ya cadmium, dioksidi ya titani, nk;
3. vifaa kulingana na misombo ya atomi ya kundi la tatu na la tano la mfumo wa vipengele wa Mendeleev, unaoonyeshwa na formula ya jumla na inayoitwa antimonides. Kikundi hiki ni pamoja na misombo ya antimoni na indium, na gallium, nk, misombo ya atomi ya kundi la pili na la sita, pamoja na misombo ya atomi ya kundi la nne;
4. vifaa vya semiconductor vya asili ya kikaboni, kwa mfano misombo ya kunukia ya polycyclic: anthracene, naphthalene, nk.

Kwa mujibu wa muundo wa kioo, vifaa vya semiconductor vinagawanywa katika vikundi 2: semiconductors monocrystalline na polycrystalline. Kundi la kwanza linajumuisha vifaa vilivyopatikana kwa namna ya fuwele kubwa moja (fuwele moja). Miongoni mwao ni germanium na silicon, ambayo sahani hukatwa kwa rectifiers na vifaa vingine vya semiconductor.

Kundi la pili la vifaa ni semiconductors, linalojumuisha fuwele nyingi ndogo zinazouzwa kwa kila mmoja. Semiconductors ya polycrystalline ni: selenium, carbudi ya silicon, nk.

Kwa upande wa resistivity ya volumetric, semiconductors huchukua nafasi ya kati kati ya conductors na dielectrics. Baadhi yao hupunguza kwa kasi upinzani wa umeme wakati wa wazi kwa voltage ya juu. Jambo hili limepata matumizi katika vikamata vya aina ya valvu ili kulinda nyaya za umeme. Halvledare nyingine hupunguza upinzani wao kwa kiasi kikubwa zinapowekwa kwenye mwanga. Hii inatumika katika photocells na photoresistors. Mali ya kawaida kwa semiconductors ni kwamba wana conductivity ya elektroni na shimo.

Bidhaa za elektroniki (brashi za mashine za umeme)

Aina hii ya bidhaa ni pamoja na brashi kwa mashine za umeme, elektroni za tanuu za arc, sehemu za mawasiliano, n.k. Bidhaa za elektrokaboni zinatengenezwa kwa kushinikiza kutoka kwa wingi wa unga wa asili, ikifuatiwa na kurusha.

Misa ya awali ya unga imeundwa na mchanganyiko wa vifaa vya kaboni (graphite, soti, coke, anthracite, nk), vifunga na vitu vya plastiki (makaa ya mawe na lami ya synthetic, lami, nk). Baadhi ya poda hazina binder.

Brushes kwa mashine za umeme ni grafiti, kaboni-graphite, electrographite, chuma-graphite. Brushes ya grafiti hufanywa kutoka kwa grafiti ya asili bila binder (alama laini) na kwa matumizi ya binder (alama ngumu). Brashi za grafiti ni laini na husababisha kelele kidogo wakati wa operesheni. Brushes ya kaboni-graphite hufanywa kutoka kwa grafiti na kuongeza ya vifaa vingine vya kaboni (coke, soot), pamoja na kuanzishwa kwa binders. Brushes zilizopatikana baada ya matibabu ya joto huwekwa na safu nyembamba ya shaba (katika umwagaji wa electrolytic). Brashi za kaboni-graphite zimeongeza nguvu za mitambo, ugumu na kuvaa chini wakati wa operesheni.

Brushes ya electrographitized hufanywa kutoka kwa grafiti na vifaa vingine vya kaboni (coke, soot), na kuanzishwa kwa binders. Baada ya kurusha kwanza, maburusi yanakabiliwa na graphitization, yaani, annealing kwa joto la 2500-2800 ° C. Brushes ya electrographitized imeongeza nguvu za mitambo, upinzani wa mabadiliko ya mzigo wa mshtuko na hutumiwa kwa kasi ya juu ya pembeni. Brushes ya metali-graphite hufanywa kutoka kwa mchanganyiko wa poda ya grafiti na shaba. Baadhi yao yana poda ya risasi, bati au fedha. Brashi hizi zina viwango vya chini vya kupinga, huvumilia msongamano wa juu wa sasa, na kuwa na matone ya chini ya voltage ya muda mfupi.

Nyenzo ni kitu kilicho na muundo fulani, muundo na mali, iliyoundwa kufanya kazi fulani. Nyenzo zinaweza kuwa na hali tofauti za mkusanyiko: imara, kioevu, gesi au plasma.

Kazi ambazo vifaa hufanya ni tofauti: kuhakikisha mtiririko wa sasa (katika vifaa vya conductive), kudumisha sura fulani chini ya mizigo ya mitambo (katika vifaa vya miundo), kutoa insulation (katika vifaa vya dielectric), kubadilisha nishati ya umeme kuwa joto (katika vifaa vya kupinga) . Kwa kawaida, nyenzo hufanya kazi kadhaa. Kwa mfano, dielectric lazima ipate mizigo fulani ya mitambo, yaani, ni nyenzo za kimuundo.

Sayansi ya Nyenzo- sayansi ambayo inasoma utungaji, muundo, mali ya vifaa, tabia ya vifaa chini ya mvuto mbalimbali: mafuta, umeme, magnetic, nk, pamoja na mchanganyiko wa mvuto huu.

Sayansi ya vifaa vya umeme ni tawi la sayansi ya nyenzo ambayo inahusika na vifaa vya uhandisi wa umeme na nishati, i.e. vifaa na mali maalum muhimu kwa ajili ya kubuni, uzalishaji na uendeshaji wa vifaa vya umeme.

Nyenzo huchukua jukumu muhimu katika sekta ya nishati. Kwa mfano, insulators ya mistari high-voltage. Kwa kihistoria, vihami vya porcelaini vilikuwa vya kwanza kuvumbuliwa. Teknolojia ya utengenezaji wao ni ngumu sana na haina maana. Vihami ni bulky kabisa na nzito. Tulijifunza kufanya kazi na kioo - insulators za kioo zilionekana. Wao ni nyepesi, nafuu, na utambuzi wao ni rahisi zaidi. Na hatimaye, uvumbuzi wa hivi karibuni ni insulators zilizofanywa kwa mpira wa silicone.

Vihami vya kwanza vya mpira havikufanikiwa sana. Baada ya muda, microcracks iliunda juu ya uso wao, ambayo uchafu ulikusanyika, nyimbo za conductive ziliundwa, na kisha vihami vilivunja. Utafiti wa kina wa tabia ya vihami katika uwanja wa umeme wa waya za mstari wa juu-voltage (OHV) chini ya ushawishi wa anga wa nje ulifanya iwezekanavyo kuchagua idadi ya viongeza ambavyo viliboresha upinzani wa hali ya hewa, upinzani dhidi ya uchafuzi wa mazingira na hatua ya kutokwa kwa umeme. Matokeo yake, darasa zima la insulators nyepesi, za kudumu kwa viwango mbalimbali vya voltage iliyotumiwa sasa imeundwa.

Kwa kulinganisha, uzito wa insulators kusimamishwa kwa mstari wa juu wa 1150 kV ni sawa na uzito wa waya katika muda kati ya misaada na kiasi cha tani kadhaa. Hii inalazimisha ufungaji wa masharti ya ziada ya sambamba ya insulators, ambayo huongeza mzigo kwenye usaidizi. Ni muhimu kutumia nguvu, na kwa hiyo kubwa zaidi, inasaidia. Hii huongeza matumizi ya nyenzo; uzito mkubwa wa vifaa huongeza kwa kiasi kikubwa gharama za ufungaji. Kwa kumbukumbu, gharama ya ufungaji ni hadi 70% ya gharama ya kujenga mstari wa nguvu. Mfano unaonyesha jinsi kipengele kimoja cha kimuundo kinaathiri muundo kwa ujumla.

Kwa hivyo, (ETM) ni moja ya sababu za kuamua katika viashiria vya kiufundi na kiuchumi vya mfumo wowote wa usambazaji wa nguvu.

Nyenzo kuu zinazotumiwa katika sekta ya nishati zinaweza kugawanywa katika madarasa kadhaa: vifaa vya conductive, vifaa vya magnetic na vifaa vya dielectric. Wanachofanana ni kwamba zinaendeshwa chini ya hali ya voltage, na kwa hiyo uwanja wa umeme.

Vifaa vya kuendeshea ni nyenzo ambazo mali kuu ya umeme hutamkwa sana upitishaji wa umeme ikilinganishwa na vifaa vingine vya umeme. Matumizi yao katika teknolojia ni hasa kutokana na mali hii, ambayo huamua high conductivity maalum ya umeme kwa joto la kawaida.

Yabisi na kimiminika, na, chini ya hali zinazofaa, gesi zinaweza kutumika kama kondakta wa sasa wa umeme. Nyenzo muhimu zaidi za kondakta imara zinazotumiwa kivitendo katika uhandisi wa umeme ni metali na aloi zao.

Kondakta za kioevu ni pamoja na metali zilizoyeyuka na elektroliti mbalimbali. Hata hivyo, kwa metali nyingi kiwango myeyuko ni kikubwa, na zebaki pekee, ambayo ina kiwango myeyuko cha takriban minus 39 °C, inaweza kutumika kama kondakta wa chuma kioevu kwenye joto la kawaida. Metali zingine ni kondakta wa kioevu kwenye joto la juu.

Gesi na mvuke, ikiwa ni pamoja na mvuke za chuma, sio conductors kwa nguvu za chini za shamba la umeme. Hata hivyo, ikiwa nguvu ya shamba inazidi thamani fulani muhimu ambayo inahakikisha mwanzo wa athari na picha, basi gesi inaweza kuwa kondakta na conductivity ya elektroniki na ionic. Gesi yenye ioni nyingi na idadi sawa ya elektroni kwa idadi ya ioni chanya kwa ujazo wa kitengo inawakilisha njia maalum ya kufanya inayoitwa plasma.

Mali muhimu zaidi ya vifaa vya conductor kwa uhandisi wa umeme ni conductivity yao ya umeme na mafuta, pamoja na uwezo wa kuzalisha thermoEMF.

Conductivity ya umeme sifa ya uwezo wa dutu kufanya sasa ya umeme (tazama -). Utaratibu wa kifungu cha sasa katika metali ni kutokana na harakati za elektroni za bure chini ya ushawishi wa shamba la umeme.

Nyenzo za semiconductor ni nyenzo ambazo ni za kati katika conductivity yao kati ya kondakta na vifaa vya dielectric na ambao mali yao tofauti ni utegemezi mkubwa wa conductivity juu ya mkusanyiko na aina ya uchafu au kasoro nyingine, na pia katika hali nyingi juu ya mvuto wa nishati ya nje (joto. , mwanga, n.k.) .P.).

Semiconductors ni pamoja na kundi kubwa la vitu na conductivity ya umeme ya umeme, resistivity ambayo kwa joto la kawaida ni kubwa zaidi kuliko ile ya conductors, lakini chini ya ile ya dielectrics, na ni katika mbalimbali kutoka 10-4 hadi 1010 Ohm cm. Semiconductors si moja kwa moja kutumika katika sekta ya nishati, lakini vipengele vya elektroniki kulingana na semiconductors hutumiwa sana. Hii ni vifaa vya elektroniki vyovyote kwenye vituo, vituo vidogo, vyumba vya kudhibiti, huduma, n.k. Rectifiers, amplifiers, jenereta, converters. Vikandamizaji visivyo vya mstari katika njia za upokezaji wa nguvu (OSL) pia hutengenezwa kutoka kwa halvledare kulingana na silicon carbide.

Nyenzo za dielectric

Vifaa vya dielectric ni wale ambao mali yao kuu ya umeme ni uwezo wa polarize na ambayo uwanja wa umeme unaweza kuwepo. Dielectri halisi (kiufundi) iko karibu na ile bora, chini ya upitishaji wake maalum na hutamkwa kidogo taratibu zake za polarization za polepole zinazohusiana na utaftaji wa nishati ya umeme na kutolewa kwa joto.

Polarization ya dielectric inayoitwa kuonekana ndani yake wakati uwanja wa umeme wenyewe wa macroscopic unaletwa katika mazingira ya nje, unaosababishwa na kuhamishwa kwa chembe za kushtakiwa ambazo ni sehemu ya molekuli za dielectri. Dielectric ambayo uwanja huo umetokea inaitwa polarized.

Nyenzo za sumaku ni nyenzo iliyoundwa kufanya kazi katika uwanja wa sumaku na mwingiliano wa moja kwa moja na uwanja huu. Nyenzo za sumaku zimegawanywa katika sumaku dhaifu na yenye sumaku. Nyenzo dhaifu za sumaku ni pamoja na vifaa vya diamagnetic na paramagnetic. Nyenzo za sumaku za juu ni pamoja na ferromagnets, ambayo, kwa upande wake, inaweza kuwa laini ya sumaku na ngumu ya sumaku.

Nyenzo zenye mchanganyiko

Nyenzo za mchanganyiko ni nyenzo zinazojumuisha vipengele kadhaa vinavyofanya kazi tofauti, na kuna interfaces kati ya vipengele.