Elektrotexnika materiallarining xossalari Elektrotexnika materiallari turlari

Mavzu: Elektrotexnika materiallari, ularning xususiyatlari va ishlatilishi

Reja:

Kirish
I bob Elektotexnika materiallari haqida umumiy ma’lumot

1.1 Elektrotexnika materiallarining xossalari

1.2 Elektrotexnika materiallari turlari

1.3 Elektrotexnika materiallarining ishlab chiqarishdagi o’rni

II bob Elektrotexnika materiallarining ishlatilish sohalari

2.1 Elektrotexnika materiallarining uy – ro’zg’or buyumlarida ishlatilishi

2.2 Elektrotexnika materiallarini o’qitish metodikasi

Xulosa

Foydalanilgan adabiyotlar

Kirish

Elektrotexnika (elektro... va texnika) — fan va texnikaning energiyani oʻzgartirish, materiallar ishlab chiqarish hamda ularga ishlov berish, axborotlarni uzatish va boshqalar masalalarni amalga oshirishda elektr va magnit hodisalardan foydalanish bilan shugʻullanuvchi sohasi.
Elektr va magnetizm haqidagi bilimlarning rivojlanishi E.ning yaratilishiga olib keldi. 17—18-asrlarda chex fizigi P. Divish, rus fizigi G.V. Rixman, M.V. Lomonosov, Sh.O. Kulon va boshqalar ning ishlari elektr hodisalarini tadqiq qilishga bagʻishlandi. Birinchi uzluksiz tok manbai — volʼt ustuni, keyinchalik ancha mukammal galvanik elementlarning paydo boʻlishi E.ning rivojlanishida muhim ahamiyatga ega boʻldi. 19-asrning birinchi yarmida elektr tokiga bogʻliq boʻlgan kimyoviy, issiqlik, yorugʻlik va magnit hodisalariga doir koʻpgina tadqiqot ishlari oʻtkazildi. Shu davrda elektrodinamikaga asos solindi, elektr zanjirining muhim qonuni — Om konuni kashf qilindi. Telegrafiya, harbiy ish, elektr oʻlchash ishlarida bu sohadagi yutuqlardan ayniqsa keng foydalaniddi. Elektromagnit induksiyaning kashf etilishi elektr mashinalari — dvigatel va generator yaratilishiga sabab boʻldi.
19-asrning 70yillari oxirida J.K. Maksvellnkng ishlari elektromagnit maydon taʼlimotiga asos soldi. 80-yillarda oʻzgarmas tok asosida ishlaydigan elektr mashinalari hozirgi zamon mashinalari shaklini oldi. Elektr mashina generatorlari bilan bir vaqgda kimyoviy tok manbalari ham rivojlantirila bordi. Bu sohada qoʻrgʻoshin akqumulyatori yaratildi (fransuz fizigi G. Plante, 1859) va rivojlantirildi.
E.ning keyingi taraqqiyoti E. sanoatining paydo boʻlishi va elektr yorugʻligidan keng foydalanish bilan bogʻliq boʻldi. Elektr yoritish manbalarining yaratilishi va ishlatilishida qoʻlga kiritilgan yutuklar yorugʻlik texnikasining rivojlanishiga kuchli taʼsir koʻrsatdi. Elektr yorugʻliganing keng joriy qilinishi elektr energiyasi sistemasining yaratilishiga olib keldi. Elektr toki metall nusxalar koʻchirish va metall qoplash sohasida ham qoʻllanila boshladi (qarang Galvanotexnika).
19-asrning 70—80-yillarida elektr energiyaning masofalarga uzatilishi masalasi hal qilinganidan keyingina elektr energiyasidan amalda keng foydalanishga imkon tugʻildi.
E.ning hozirgi taraqqiyoti bosqichiga asos solgan ixtirolar qatoriga M.O. Dolivo-Dobrovolskiy yaratgan uch fazali tok transformatori, uch fazali generator va dvigatel hamda uch fazali tok sistemalarini kiritish mumkin. Elektr energiyasiga boʻlgan talabning quchayishi kuchli elektr st-yalari va elektr tarmoqlari qurilishiga, yangi elektr energetika sistemalarini yaratish va eskilarni qayta tiklashga sabab boʻddi. E. qurilmalarining takomillashishi yuqori quchlanish elektr zanjirlari texnikasi va nazariyasining, elektr mashinalari, elektr yuritmalari nazariyasi kabi ilmiy sohalarning shakllanishiga yordam berdi. E. yutuqlari radiotexnika, elektronika, telemexanika, avtomatika, hisoblash texnikasi va kibernetikatlsh rivojlanishiga olib keddi.
E.ning muhim boʻlimlaridan biri — elektromexanika energiyaning oʻzgarishi bilan bogʻliq masalalarni oʻz ichiga oladi.
Murakkab elektr energetika sistemalarini optimal boshqarish va ularning chvdamliligini oshirish usullarini ishlab chiqish muhim ahamiyatga ega. Bu masalalarning hal qilinishi modellash va ehtimollar nazariyasidan foydalanishga asoslangan. E.ning yana bir muhim yoʻnalishlaridan biri — xossalari oldindan belgilanadigan murakkab elektromagnit maydonlarini yaratishdan iborat. Intensivligi yuqori boʻlgan impuls maydonlarini oʻrganish katta amaliy ahamiyatga ega (qarang Impulslar texnikasi). Bu sohadagi ishlar natijasidan oʻta kuchli elektr transformatorlari va elektr reaktorlari yaratishda foydalaniladi.
E. nazariy usullari moddalar xossasini tekshirish, yadro va lazer texnikasi vositalarini ishlab chiqish, tirik organizmlarning mikrodunyosi va hayot faoliyatini oʻrganish, kosmik fazoni oʻzlashtirish bilan bogʻliq boʻlgan qator sohalarida rivojlanmoqda. E. yutuqlari inson amaliy faoliyatining barcha sohalarida — sanoat, qishloq xoʻjaligi, tibbiyot va turmushda qoʻllanilmoqda. Oʻzbekistonda E.ning rivojlanishi Gʻ. R. Rahimov, M.E. Homidxonov, H.F. Fozilov va boshqalar olimlarning nomi b:n bogʻliq.
Moddalarni tashkil etuvchi asosiy elementar zarralar protonlar, neytronlar va elektronlardir. Atomlarning tashqi elektron qatlamlari tuzilishiga qarab har xil turdagi bog'lanishlar paydo bo'lishi mumkin.
Kovalent - atomlarning bir-biri bilan bog'lanishidir, bu odatiy holga keladigan elektronlar tomonidan erishiladi (masalan, xlor).
Ijobiy va manfiy zaryadlarning markazlari mos keladigan molekulalar neytronlar deb ataladi. Agar alohida molekulalarda ijobiy va manfiy markazlar bir-biriga to'g'ri kelmasa va bir-biridan bir oz masofada bo'lsa, unda bunday molekulalar qutbli yoki dipol deb ataladi. Qutbiy molekula zaryad hosilasi bilan belgilanadigan dipol momentining kattaligi va markazlar orasidagi masofa bilan tavsiflanadi.
Ion bog'lanish musbat va manfiy ionlarning tortishish kuchlari bilan aniqlanadi. Ion tuzilishining qattiq moddalari mexanik kuchining oshishi va erish darajasining nisbatan yuqori bo'lishi bilan tavsiflanadi (masalan, gidroksidi metallarning galogenid tuzlari).
Metall bog'lanish qattiq kristalli jismlarning paydo bo'lishiga olib keladi. Metalllarni erkin elektronlar muhitida panjara joylarida joylashgan musbat zaryadlangan atom yadrolaridan qurilgan tizimlar deb hisoblash mumkin.
Molekulyar bog'lanish bir qator moddalarda molekulalar orasida kovalent ichki hujayra aloqasi mavjud.
2. Moddalarning elektr xossalari bo'yicha tasnifi.
Barcha moddalar, ularning elektr xususiyatlariga qarab, dielektriklar, o'tkazgichlar va yarim o'tkazgichlarga tegishli. Ularning orasidagi farqni qattiq jismlar tasmasi nazariyasining energiya diagrammasi yordamida aniq ko'rsatish mumkin. Har xil moddalarning emissiya spektrlari shuni ko'rsatadiki, har bir moddaning atomlari aniq aniq energiya holatlari bilan tavsiflanadi. Barcha moddalarni uchta asosiy energiya sathidan iborat deb hisoblash mumkin: o'tkazuvchanlik zonasi, taqiqlangan zona va elektronlar zonasi. Shunga asoslanib, quyidagi ta'riflar tuzilgan:
Dielektriklar - bu tarmoqli bo'shliq shunchalik katta bo'lganki, elektronlar normal sharoitda tarmoqli bo'shliqni engib chiqa olmaydi va o'tkazuvchanlik kuzatilmaydi.
Yarimo'tkazgichlar tashqi energiya ta'sirida engib chiqilishi mumkin bo'lgan torroq ajratish zonasiga ega moddalar bo'ladi. Tashqi ta'sirlar issiqlik, yorug'lik, elektronlar oqimi yoki yadro zarralari, elektr va magnit maydonlar, mexanik ta'sirlar bo'lishi mumkin.
Supero'tkazuvchilar elektronlar bilan to'ldirilgan zona erkin energiya sathlari zonasiga yaqin bo'lgan va elektronlar o'tkazuvchanlik zonasiga va orqaga erkin o'tadigan materiallar bo'ladi.
Elektr xususiyatlari moddaning atomlari o'rtasidagi o'zaro ta'sir sharoitlari bilan belgilanadi va ma'lum bir atomning ajralmas xususiyati emas. Olmos shaklidagi uglerod dielektrik, grafit shaklida u o'tkazgichdir.
Kristall panjaradagi aralashmalar va nuqsonlar qattiq moddalarning elektr xossalariga kuchli ta'sir qiladi.
3. Jismlarning magnit xususiyatlari bo'yicha tasnifi.
Magnit xususiyatlariga ko'ra materiallar zaif va kuchli magnitga bo'linadi. Birinchisiga diamagnet va paramagnet, ikkinchisiga magnit materiallar kiradi. Barcha magnit materiallarning asosiy parametri ularning magnit o'tkazuvchanligidir. Diamagnetlar - bu magnit o'tkazuvchanligi birlikdan kam bo'lgan moddalar, ularning qiymati tashqi magnit maydon kuchiga bog'liq emas. Paramagnetlarga magnit o'tkazuvchanligi birlikdan kattaroq moddalar kiradi, ular tashqi magnit maydon kuchiga ham bog'liq emas. Diamagnetika va paramagnetlar birlikka yaqin o'tkazuvchanlikka ega va magnit xususiyatlari jihatidan texnologiyada cheklangan qo'llanilishini topdilar. Magnit materiallarda o'tkazuvchanlik birlikdan ancha katta va magnit maydon kuchiga (temir, nikel, kobalt, ferritlar) bog'liq.
Polarizatsiya hodisasi.
Elektr zo'riqishida paydo bo'ladigan har qanday dielektrikning asosiy xarakteristikasi polarizatsiya - bog'langan zaryadlarning cheklangan siljishi yoki dipol molekulalarining yo'nalishi.
Dielektrikning qutblanishidan kelib chiqadigan hodisalar, dielektrikning qizib ketishiga sabab bo'ladigan energiya tarqalishi bilan birga bo'lsa, dielektrik doimiyligining qiymati, shuningdek dielektrik yo'qotishlarning burchagi bilan baholanishi mumkin. Texnik dielektrikni isitishda uning tarkibidagi ozgina bepul zaryadlar ishtirok etishi mumkin, bu elektr quvvati ta'sirida uning yuzasi bo'ylab dielektrikdan o'tadigan kichik oqim ko'rinishini keltirib chiqaradi.
Har qanday dielektrikni faqat chegara qiymatlaridan oshmaydigan kuchlanishlarda ishlatish mumkin. Ushbu chegaralardan yuqori bo'lgan kuchlanishlarda dielektrik buzilish sodir bo'ladi - uning elektr izolyatsion xususiyatlarini to'liq yo'qotish. Dielektrik buzilish sodir bo'lgan kuchlanish qiymati buzilish kuchlanishi deb ataladi va tashqi elektr maydon kuchlanishining mos keladigan qiymati dielektrik kuchdir.
2. Dielektrik polarizatsiya va dielektrik doimiyligi
Elektr maydonining ta'sirida bog'langan elektr zaryadlari kuchliroq siljiydi, maydon kuchi shuncha yuqori bo'ladi. Elektr maydoni chiqarilganda dielektriklar avvalgi holatiga qaytadi. Ko'pgina dielektriklar elektr siljishi va elektr maydon kuchlanishi o'rtasidagi chiziqli bog'liqlik bilan tavsiflanadi. Maxsus guruh - bu kuchlanishning ma'lum bir qiymatida to'yinganlikni ko'rsatadigan ferroelektriklar. Elektr zanjiriga kiritilgan elektrodlari bo'lgan har qanday dielektrikni kondansatör deb hisoblash mumkin. Har qanday kondensatorning ish haqi:
Q = CU
Amaldagi elektr energiyasining ma'lum bir qiymati bo'yicha qiymati 2 komponentdan iborat:


• agar elektrodlar o'rtasida vakuum bo'lsa;
• bu elektrodlarni ajratib turadigan dielektrikning qutblanishiga bog'liq:
Texnologiya uchun alohida ahamiyatga ega bo'lgan dielektrikning eng muhim xususiyatlaridan biri bu nisbiy o'tkazuvchanlikdir. Ushbu qiymat quyidagi formula bilan belgilanadi:
b = Q / Q0 = (Q0 + Qd) / Q0 = 1 + Qd / Q0
Formuladan ko'rinib turibdiki, har qanday moddaning dielektrik konstantasi birlikdan kattaroq va vakuum holatidagina birlikka teng.
3. Dielektrik polarizatsiyaning asosiy turlari
Agregatsiya holatiga va dielektrikning tuzilishiga muvofiq, qutblanishning ikkita asosiy turini ajratish kerak.
Birinchi tur - bu dielektrikda elektr maydonining ta'sirida deyarli bir zumda, energiya tarqalishidan kelib chiqadigan polarizatsiya. Bunga elektron va total polarizatsiya kiradi. Polarizatsiyaning ikkinchi turi asta-sekin o'sib boradi va kamayadi va energiya tarqalishi bilan birga keladi va gevşeme polarizasyonu deb ataladi. Polarizatsiyaning boshqa barcha turlari qo'llaniladi.
Har xil polarizatsiya mexanizmlari mavjud bo'lgan ekvivalent dielektrik zanjirida kuchlanish manbai bilan parallel ravishda bog'langan bir qator kondansatörler mavjud.
-Elektronik qutblanish - bu atomlar va ionlarning elektron qatlamlarining elastik siljishi va deformatsiyasi. Haroratning o'zgarishi bilan elektron polarizatsiyaga ega bo'lgan dielektrikning dielektrik doimiyligining o'zgarishi faqat uning zichligi o'zgarishi natijasida yuzaga keladi. Bu dielektriklarning barcha turlarida kuzatiladi va energiya yo'qotilishi bilan bog'liq emas.
-Ionik qutblanish ionli tuzilishga ega bo'lgan qattiq moddalarga xos bo'lib, elastik bog'langan ionlarning siljishi natijasida yuzaga keladi. Haroratning oshishi bilan u ionlar orasidagi ta'sir qiluvchi elastik kuchlarning zaiflashishi natijasida kuchayadi.
- Dipol gevşeme polarizasyonu (dipol) elektron va ion polarizasyonundan farq qiladi, chunki u zarralarning issiqlik harakati bilan bog'liq. Agar molekulyar kuchlar dipollarning maydon bo'ylab yo'nalishiga to'sqinlik qilmasa mumkin. Haroratning oshishi bilan dipol qutblanishi avval kuchayadi, keyin pasayadi, chunki haroratning oshishi molekulyar kuchlarni pasaytiradi va issiqlik harakatining yanada oshishi dipollarning yo'nalishiga xalaqit beradi. Qattiq qutbli organik moddalarda qutblanish endi molekulaning aylanishi bilan emas, balki unda mavjud bo'lgan radikallarning molekulaga nisbatan aylanishidan kelib chiqadi. Ushbu turdagi qutblanish dipol yengillik deb ataladi.
- Ion gevşemesinin polarizasyonu organik ko'zoynaklarda va bo'sh ionli qadoqlangan ba'zi bir ionli kristalli noorganik moddalarda kuzatiladi.
-Elektronik yengillik polarizatsiyasi ortiqcha (nuqson) va issiqlik energiyasi bilan qo'zg'aladigan teshiklar tufayli yuzaga keladi.
- Migratsiya polarizatsiyasi bu qutblanishning qo'shimcha mexanizmi bo'lib, u bir hil bo'lmagan tuzilishga ega bo'lgan qattiq moddalarda makroskopik ko'rinishda namoyon bo'ladi.Ushbu qutblanish past chastotalarda o'zini namoyon qiladi va elektr energiyasining sezilarli darajada tarqalishi bilan bog'liq.
- o'z-o'zidan (o'z-o'zidan) qutblanish signalli elektrchilarda mavjud.
4. Gazlarning dielektrik doimiyligi.
Gazsimon moddalar molekulalar orasidagi katta masofa tufayli juda past zichlik bilan ajralib turadi. Shuning uchun barcha gazlarning dielektrik o'tkazuvchanligi ahamiyatsiz va taxminan birlikka teng.
Dielektrik doimiyligining haroratga bog'liqligi odatda quyidagi ifoda bilan tavsiflanadi:
Ushbu qiymat dielektrik doimiyligining harorat koeffitsienti deb ataladi.
5. Suyuq dielektriklarning dielektrik doimiyligi.
Suyuq dielektriklar to'liq bo'lmagan yoki qutbli molekulalardan qurilishi mumkin. Suyuqliklarning qutbli molekulalar (dipollar) bilan qutblanishi bir vaqtning o'zida elektr va dipol qutblanishi bilan aniqlanadi. Bunday suyuqliklar dielektrik o'tkazuvchanligi qanchalik yuqori bo'lsa, dipollarning elektr momenti va hajm birligiga molekulalar soni shuncha ko'p bo'ladi. Dielektrik sifatida ishlatiladigan qutbli suyuqliklarning dielektrik o'tkazuvchanligi 3,5 dan 5 gacha, ya'ni. qutbsizlarga nisbatan ancha yuqori. Qutbiy bo'lmagan suyuqliklarning dipolyar o'tkazuvchanligi qiymatlari kichik va yorug'likning sinishi qiymatiga yaqin va 2,5 dan oshmaydi.
6. Qattiq jismlarning Dielektrik doimiysi.
Qattiq jismlarda qutblanishning barcha turlari mumkin. Shunday qilib, qattiq zarrachalar zarrachalari bilan biriktirilgan ion kristallari bo'lgan elektron va ion qutblanishiga ega va dielektrik konstantasi keng diapazonda yotadi: 6 dan 150 gacha. , shuningdek, ion-relaksatsion polarizatsiyaga ega va ko'p hollarda past dielektrik konstantasi va TC ning katta pozitsiyasi bilan tavsiflanadi.
Polar organik dielektriklar qattiq shaklda dipol polarizatsiyasini namoyish etadi. Ularning dipolyar o'tkazuvchanligi qo'llaniladigan kuchlanishning harorati va chastotasiga juda bog'liq va qutb suyuqliklari bilan bir xil qonunlarga bo'ysunadi.
Signoelektriklarning dielektrik konstantasi katta va u maydon kuchi va haroratiga aniq bog'liqdir. Signoelektriklarning xarakterli xususiyati ulardagi dielektrik histerezning mavjudligi.