«Электротехникалық материалтану» пәні бойынша есептер

Пән: Электротехника
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Мазмұмы

Кіріспе . . . 2

Негізгі бөлім

№ 1 есеп . . . 3

№ 2 есеп . . . 3

№ 3 есеп . . . 4

№ 4 есеп . . . 4

№ 5 есеп . . . 5

№ 6 есеп . . . 5

№ 7 есеп . . . 6

№ 8 есеп . . . 7

№ 9 есеп . . . 8

Қорытынды . . . 9

Пайдаланылған әдебиеттер . . . 10

Кіріспе

Электротехникалық материалдардың әртүрлі электротехникалық аппараттар мен құрылғылардың құрылыстарында мәні зор. Қазіргі кездегі элетротехникадағы кернеу мен қуатты көтерудегі тенденцияны ескере отырып, аппараттардың және машиналардың габаритын және салмағын азайтуда, олардың сенімділігін көтеруінде элетроматериалдардың рөлі өте жоғары. Материалдарды электромагниттік өріске орналастырғанда материалдардан өтетін физикалық құбылыстарды оқу, сонымен қатар материалдардың қасиеттерін, электротехникалық конструкцияларда және өндірістік технологиядағы қолдану саласын оқыту бәрі «Электротехникалық материалтану» пәнінің міндеттері болып саналады.

№1 Диэлектриктер өрістенуі (поляризация)

21.

Егер берілген диэлектрикпен конденсатор сыйымдылығы С=50пФ, ауданы S=80 ${см}^{2}$ , фторопластың қалыңдығы h=3 мм -ге тең болса, фторопластың салыстырмалы диэлектрлік өтімділігін анықтау керек.

Шешуі:

Һ - берілген үлгінің қалыңдығы;

S - берілген диэлектр конденсаторының астарлары (электродтардың) ауданы, м ² ;

ε ₀ - 8, 85·10 ^-12 Ф/м - электрлік тұрақты

Конденсатордың сыйымдылығы

C= $\ \frac{\varepsilon\varepsilon_{0} \cdot \ S}{h}$

Ch=ε $\varepsilon_{0}\ \cdot S$

Бұдан біз

ε= $\frac{Ch}{\varepsilon_{0}\ }$ = $\frac{3 \cdot 10^{- 3\ } \cdot 50 \cdot 10^{- 12\ \ }}{8, 85 \cdot 10^{- 12} \cdot 80 \cdot 10^{- 4}}$ = 2, 1186

Жауабы: ε= 2, 1186

№2 Диэлектриктердің электрөткізгіштігі

13-тапсырма. I _V =3·10 ^-7 A, 3кВ кернеу қосылған жазық конденсатор диэлектригінің көлемдік кедергісін анықтау керек.

Шешімі:

Жазық конденсатордың көлемдік кедергісі:

$R_{V} = \frac{U}{I_{V}}$

$R_{V} = \frac{3 \cdot 10^{3}}{3 \cdot 10^{- 7}} = 10^{10}\ Ом$

Жауабы; R _V =10 ¹⁰ Ом

№ 3 Диэлектрлік шығындар.

5. Капронды лакоматаның tgδ және ε анықтау керек. Капронның шайыр мен көлемдік қатынасы 2:1. Капронның tgδ=0, 01, шайырдың tgδ=0, 03 тең. Капронның диэлектрлік өтімділігі ε=4, шайырдың диэлектрлік өтімділігі ε=6 тең.

Берілгені: Шешуі:

Көлемдік қатынасы 2:1 Компоненттердің хаостық үлестіруінің дербес

tg $\delta$ _к = 0, 01 теңдңуінен: ln $\ \varepsilon\$ = $\theta$ ₁ ·lnε _к + $\theta$ ₂ lnε _ш

tg $\delta$ _ш = 0, 03 lnε = 2·ln4+1·ln6 = 4, 564

$\varepsilon$ _к = 4 ln $\ tg\delta\$ = $\theta$ ₁ ·lntg $\delta$ _к + $\theta$ ₂ lntg $\delta$ _ш

$\varepsilon$ _ш =6 ln $\ tg\delta$ = 2·ln0, 01+1·ln0, 03 = -12, 717

tg $\delta$ -?

$\varepsilon\$ - ?

Жауабы: Капронды лакоматаның $tg\delta$ = -12, 717 және ε = 4, 564 тең.

№4 Диэлектриктердің тесілуі.

18. Біркелкі электр өрісін тудыратын жалпақ металл электродтардың арасы $9 \bullet 10^{- 2}$ м. Электрод ортасы ауа. Ауаның электрлік төзімділігі $3 \bullet 10^{6}$ в/м. Электрод ортасындағы тесілу орын алу үшін қандай кернеу беру керек?

Шешуі:

Біпкелкі электр өрісінде Uтес=Eтесh

Uтес= $3 \bullet 10^{6}$ ˑ $9 \bullet 10^{- 2}$ =27ˑ10 ⁴ =270 кВ

Жауабы: Uтес=270 кВ

№ 5 Диэлектриктердің физико механикалық, химиялық және жылулық қасиеттері.

3. Материалдардың тозуы деген не?

Материалдардың тозуы - материалдардың қасиеттерiнiң ақырын өздiгiнен қайтымсыз өзгерiсi. Тозу - молекулалар және атомдардың жылулық қозғалысы, жарық арқылы және басқа шығарулар әсерінен, механикалық әсерлер, гравитациялық және тағы басқа факторлардың магниттiк өрiстерiнен болады. Тепе-теңдiк күйден астам материалдың нәтижесiнде өтедi. Экономикада зиянды процесспен болып есептеледi, уақыт өткенде материалының қасиетi өйткенi шалқиды жарамсызы тарапқа әдетте жобалы. Тозу қатты заттар, полимерлер және сұйық қоспаларда болады, . Газдардағы және төмен молекулалық таза сұйықтардың қартаюлары артынан олар термодинамикалық тепе-теңдiктерге өте жылдам келетiн болмайды.

Тозудың негiзгi түрлерi:

Негiзiнде механикалық металдың ескiруi металлдың атомдарының диффузиясымен байланған. Ерекше мән қартаюды алады болды.

Магниттi қартаю айнымалы магниттiк өрiстер, температуралық құламалар, дiрiлдеу және басқа факторлардың әсерiмен магниттiк қасиеттердi бiртiндеп өзгерiске алып келедi.

Коллоид жүйелерiнiң қартаюы белгiлi коагуляция, коалесценция, седиментация, синерезис және рекристаллизацияның арасында әсер етулер көп алады.

Полимерлердiң тозуы - бұл макромолекулалардың деструкциясы жылудың әсерiнен, шығарулар, су, тағы басқа факторларды ауа.

Даярлалатын материал тұрақты қасиетi болу үшiнжасанды тозуларды жиi қолданады.

№6 Диэлектрлік материалдар

Слюданың қасиеті мен құрылымы.

Слюдалар - қабатталған құрылымды алюмосиликаттардан тұратын минералдар тобы. Жалпы химиялық формуласы: R ₁ R ₂ -3[AlSі ₃ O ₁₀ ] (OH, F) ₂ , мұндағы R ₁ =K, Na; R ₂ ^-3 =Al, Mg, Fe, Lі.

Слюдаларға кең тараған изовалентті және гетеровалентті изоморфтық алмасулар тән. Слюдалар оң таңбалы иондардың сипаты бойынша өзіндік слюдаларға ( K, Na иондары ) және морт ( Ca ионы ) және гидрослюдаларға бөлінеді. Өзіндік слюдаларға құрамы өзгермелі минералдар кіреді. Мыcалы, аннит, флогопит, мусковит, полилитионит, тайниолит, парагонит , тағы басқа. Бұлардан басқа аралық құрамды минералдар: биотит, фенгит, лепидолит, циннвальдит, протолитионит кіреді.

Морт слюдаларға жататын минералдар: маргарит, ксантофиллит, битиит .

Кейде слюдалар “ слюда заңы ” бойынша қосақталып немесе эндогендік жағдайларда жаралады. Слюдалардың құрылымында үш қабатты октаэдрлік торлардан ( иондар мен кремний-оттекті ) түзілген пакеттер болады. Слюдаларға тән ерекшелік - құрамында әр түрлі температураға байланысты бөлінетін судың болуы. Моноклиндік сингонияда кристалданады. Жақсы қалыптасқан кристалдары жақтарға және псевдогексагонды кейіпке ие болады. Тақталы, кестелі, қабыршақты агрегаттар түзеді. Құрылымы қабатты болғандықтан слюдалар беріктілік, майысқақтық, серпімділік қасиеттері сақталынып қалатын жұқа жапырақшаларға ажырайды. Минералдардың жіктілігі аса жетік, қаттылығы 2, 5, маргаритте 4, 5, гидрослюдаларда 2-ге дейін.

Тығыздығы гидрослюдаларда 2, 3 г/см ³ , мусковит пен лепидолитте 2, 8 - 2, 9 г/см ³ , ал флогопит пен биотитте 3, 0 - 3, 3 г/см ³ . Түсі химиялық құрамына байланысты: мусковит пен флогопит түссіз , жұқа пластинкасы мөлдір; Fe ²⁺ , Fe ³⁺ , Mn ²⁺ , Cr ²⁺ (фуксит), тағы басқа болуына қарай, қоңыр, қызғылт (күлгіндеу), жасыл болып келеді. Темірлі слюдалардың түсі қоңыр, қошқыл-жасыл және темір иондарының мөлшеріне қарай қара болуы мүмкін.

Темірі аз слюдалар үйкеліске, отқа, химиялық заттар әсеріне төзімді. Оларға электроқшаулағыш, механикалық иілгіштік, серпімділік, тағы басқа қасиеттер тән. Слюдалар маңызды тау жыныстарын түзуші минералдар болып саналады. Слюдалардың өндіріс үшін маңыздылары: мусковит, флогопит, вермикулит, глауконит және литий кентастары ретінде литийлі слюдалар. Мусковит кен орындары гранитті пегматит, грейзен, слюдалы тақтатастарға , ал флогопит кендері сілтілі және ультранегізді тау жыныстарына ұштастырылған. Парақталған слюдалар оқшаулағыш материал, терезе жасауда, тағы басқа қолданылады.

Слюдалардың қабыршақтарынан, өндіріс қалдықтары мен кеніш ұнтағынан (скрап) слюдонит пен слюдопласт дайындалады.

Уатылған, майдаланған слюдаларды рубероид, тұсқағаз, пергамин өндіруде және микалекс даярлауда пайдаланады.

№7 Өткізгіш материалдар

Таза мыс пен оның қорытпаларының қасиеттері және өндірісте қолданылуы

Мыс (латынша Cuprum), Cu - элементтердің периодты жүйесінің I-тобындағы химиялық элемент, асыл металдардың бірі. Реттік нөмірі 29, атом массасы 63, 546. Мыстың қорытпалары жез, қола ерте заманның өзінде әр түрлі құрал саймандар жасау үшін қолданылған. Табиғатта ол бос күйінде сирек, негізінен қосылыстар, көбіне күкірітті қосылыстар түрінде кездеседі. Жер қыртысындағы мөлшері 0. 003% мыс кендерінің маңыздылары: мыс жылтыры Cu2S, мыс колчеданы CuFeS2, малахит CuCO Cu (OH) 2 т. б. Қазақстанда мыс Жезқазған, Қоңырат, Бозшакөл т. б жерлерде өндіріледі. Мыс- қызғылт сары түсті, созылғыш, жұмсақ, металл жылуды және электр тогын жақсы өткізеді. Мыс сульфидін өртеп, тотыққа айналдырып, тотықты көмірмен тотықсыздандыру арқылы мыс алынады. Осы әдіспен алынған мыс тазартылып электр техникада қолдануға жарамды таза мысқа айналдырылады. Мыс- шаруашылықтың түрлі саласында кең қолданылатын металл. Ол әр түрлі қорытпалардың (қола), жез т. б. құрамына кіреді. Сондай-ақ электр сымдарын, кабель зауыт аппараттары, машиналар жасауға жұмсалады.

№ 8 Жартылай өткізгіш материалдар

25.

20 ⁰ С температурасында PbS кристалының кедергісі 10 ⁴ Ом-ға тең. Т=+80 ⁰ С оның кедергісін анықтаңыз.

Шешуі:

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.