2131313 1231231 3213131321312313213

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРОГРАММ

И СТАНДАРТОВ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ.

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОИНЖЕНЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. В.П.ГОРЯЧКИНА Методические рекомендации по изучению дисциплины

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

и индивидуальные контрольные задания для студентов 3-го курса факультета заочного образования МГАУ ( специальности : электрификация и автоматизация сельского хозяйства, электрификация и автоматизация сельскохозяйственного производства – - педагогическое отделение ) Составитель: доцент каф. ЭТСП Кумин В.Д.

Рецензент : доцент Козырева В.В., МГАУ Методические указания составлены в соответствии с действующей программой курса " Электротехнические материалы ".

Методические указания одобрены кафедрой "Электротехнология в СХП" энергетического факультета МГАУ им.В.П.Горячкина.

Введение Увеличение объема сельскохозяйственной продукции и сокращение трудозатрат на ее производство неразрывно связаны с широким комплексным использованием электроэнергии и современного высокопроизводительного автоматизированного технологического оборудования в жизненно важных отраслях сельского хозяйства.

Дисциплина " Электротехнические материалы " призвана дать будущему специалисту знание свойств электротехнических материалов и областей их использования.

Дисциплина изучается студентами заочного факультета МГАУ самостоятельно.

При проработке материала следует руководствоваться советами и рекомендациями, изложенными ниже. После изучения очередного раздела дисциплины необходимо ответить на вопросы для самопроверки. При затруднениях следует обратиться к специалистам - электрикам на производстве или проконсультироваться на кафедре " Электротехнология в СХП " МГАУ.

Программа курса предусматривает выполнение контрольной работы в виде реферата на тему, определяемую индивидуальными заданиями, приведёнными в настоящих рекомендациях.

2131313 123213123123123 2131313 1231231 Выполненную контрольную работу объемом 10...12 страниц рукописного текста ( ученическая тетрадь ) необходимо выслать не позже чем за два месяца до сессии на кафедру "Электротехнология в СХП" МГАУ для проверки.

В случае возврата незачтённой работы следует разобраться в замечаниях преподавателя, внести в нее необходимые исправления и вновь отправить ее для проверки.

В период сессии студенты прослушают лекции и выполнят лабораторнопрактические работы.

Изучение дисциплины завершается сдачей зачёта.

Рекомендуемая литература.

1. Богородицкий М.П. и др. Электротехнические материалы. - Л.

:Энергоатомиздат,1985.

2. Казарновский Д.М., Тареев Б.М. Испытание электроизоляционных материалов и изделий. – Л. : Энергия,1980.

3. Корицкий Ю.В. Электротехнические материалы. - М. : Энергия, 4. Никулин Н.В. Электроматериаловедение. - М. : Высшая школа,1989.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ИЗУЧЕНИЮ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ

1. Классификация электротехнических материалов.

Раздел посвящен изучению электрических, физико - химических, механических свойств материалов, широко применяемых как при изготовлении электротехнических аппаратов и устройств, так и при их монтаже, эксплуатации, ремонте в условиях сельскохозяйственного производства.

Изучение раздела следует начать с усвоения классификации, разделяющей электротехнические материалы на проводники, изоляторы ( диэлектрики ), полупроводниковые и магнитные материалы в соответствии с их характерными свойствами, которые проявляются в электромагнитном поле.

Следует иметь в виду, что в пределах каждой из указанных групп материалы также неоднородны. Проводниковые материалы бывают как с низким, так и с высоким удельным электрическим сопротивлением, а по своему агрегатному состоянию могут быть твердыми, жидкими или газообразными. Изоляционные материалы также могут находиться в различном агрегатном состоянии, по своей природе могут быть естественными или искусственно синтезированными, органическими или неорганическими. Они значительно разнятся электрической прочностью, своими свойствами нагрево-, влаго-, химостойкости и другими качествами, определяющими области их использования.

Изучая материалы, необходимо уделить внимание таким их характеристикам, как температурный коэффициент линейного расширения, твердость и механическую прочность, имеющие особое значение при конструировании и монтаже оборудования.

Нельзя упустить из виду и особую группу вспомогательных и конструкционных материалов ( припои, флюсы, токопроводящие клеи, стальной и алюминиевый прокат, цементы и алебастры ), без которых немыслимы монтаж и ремонт электроустановок.

2131313 123213123123123 2131313 1231231 При изучении проводниковых материалов следует обратить особое внимание на физическую сущность явлений электронной и ионной проводимости, влияние на них температуры проводникового материала. Необходимо знать способы определения удельного электрического сопротивления материала и физический смысл температурного коэффициента сопротивления материала.

Следует иметь четкое представление о явлениях сверх- и криопроводимости, о материалах - сверхпроводниках и перспективах их использования в электротехнике.

Следует уделить внимание свойствам металлов с высоким удельным электрическим сопротивлением ( нихром, фехраль, хромаль и др.), применяемых для изготовления обмоток реостатов, нагревательных элементов, электропечей, для которых, кроме указанных ранее, весьма важны специфические свойства - жаростойкость и жаропрочность.

Изучая проводниковые материалы, нельзя обойти вниманием угольные изделия, обладающие уникальными свойствами : технологичностью при изготовлении, антифрикционностью, тугоплавкостью, а также материалы, противостоящие электроэрозионному и коррозионному разрушению, используемые для изготовления электрических контактов.

Приступая к изучению электроизоляционных материалов ( диэлектриков ), составляющих наиболее многочисленный класс электротехнических материалов, необходимо иметь в виду разнообразные, часто противоречивые требования, предъявляемые к ним : хорошие электроизоляционные качества, высокие электрическую прочность, теплостойкость, теплопроводность, механическую прочность, технологичность, морозо-, тропико-, химостойкость, малые гигроскопичность и стоимость. Соответствующие требования к изоляционным материалам диктуются условиями их работы в электроустановках и аппаратах.

Следует изучить основные характеристики электроизоляционных материалов : объемное и поверхностное удельные электрические сопротивления, диэлектрические проницаемость и потери, электрическую прочность.

Необходимо разобраться в физической сущности этих характеристик, оценить значение, которое они имеют для возможности применения твердых, жидких и газообразных, органических и неорганических, природных и искусственных изоляционных материалов, знать методы их определения. Следует изучить систему разделения электроизоляционных материалов на классы нагревостойкости - чрезвычайно важного качества изоляционных материалов при использовании их в электрических машинах и аппаратах, твердо знать материалы, входящие в каждый из этих классов.

Существенно важно разобраться в физической сущности различных видов пробоя ( электрический, тепловой, ионизационный пробои ) и явления перекрытия твердых, жидких и газообразных диэлектриков, ясно представлять их механизм и факторы, провоцирующие и предотвращающие повреждение изоляции по этим причинам.

В результате изучения полупроводниковых материалов и их свойств необходимо иметь представление о природе собственной и индуцированных электронной и дырочной проводимостей, знать физическую сущность электрических явлений на границе между полупроводниками с "n" и "p" проводимостями. Нужно знать электротехнические свойства полупроводниковых материалов ( германий, кремний, селен, карбид кремния ) и области их использования.

При изучении свойств магнитных материалов нужно твердо усвоить физическую сущность явления намагничивания, знать характеристику намагничивания материала (" петля гистерезиса ") и ее характерные точки, определяющие такие важные качества материала как магнитная проницаемость, остаточная магнитная индукция, магнитная индукция насыщения и коэрцитивная сила, определяющие разделение магнитных материалов на магнитомягкие и магнитотвёрдые. Одни используются для изготовления магнитопроводов электрических машин и аппаратов, работающих на переменном токе, другие - для выполнения постоянных магнитов.

Необходимо знать характеристики и области применения таких магнитных материалов как технически чистое железо, сплавы железа и никеля ( пермаллои ), сплавы железа с кремнием и алюминием ( альсиферы ), ферриты, листовая электротехническая сталь. Нужно иметь представление о способах их производства, о текстурировании электротехнических сталей, знать систему их 1. По какому признаку электротехнические материалы делятся на проводники, полупроводники и диэлектрики ?

2. Как классифицируются электротехнические материалы по их основным физико - техническим характеристикам ?

3. Какова природа электрической проводимости металлов, жидкостей и 4. Перечислите и поясните физические свойства материалов, из которых изготовлены токоведущие жилы проводов и кабелей.

5. Приведите примеры материалов, из которых выполняют изоляцию и защитные покровы проводов и кабелей. Какие требования к ним предъявляют?

6. Какова физическая сущность электрического, теплового, ионизационного пробоев, явления перекрытия изоляционных материалов ?

7. На какие классы по нагревостойкости делятся изоляционные материалы ?

8. Какова физическая сущность пробоя газообразных диэлектриков? Поясните процессы, протекающие в газе при увеличении напряженности электрического поля.

9. Какова физическая сущность процесса намагничивания магнитных материалов?

10. Какова система маркировки электротехнических сталей? Как влияет содержание кремния в электротехнической стали на ее свойства? Что означает термин " текстурованная " применительно к листовой электротехнической стали?

11. Поясните физическую сущность потерь энергии на перемагничивание и вихревые токи в магнитных материалах. Каковы способы их уменьшения ?

Номер варианта темы контрольной работы определяется по двум последним цифрам номера зачетки студента ( см. Табл. 1 ).

1. Проводниковые материалы с высокой удельной проводимостью. *) 2. Проводниковые материалы с высоким удельным сопротивлением. *) 3. Металлические и металлокерамические контактные материалы. *) 4. Угольные материалы и изделия. *) 5. Сверхпроводниковые и криопроводниковые материалы, перспективы их 6. Электроизоляционные материалы : классификация, назначение, их механические, электрические, тепловые и физико - химические характеристики.

7. Методы оценки механических, электрических, тепловых и физико – х имических качеств и аппаратура для испытаний электроизоляционных 8. Физическая природа электропроводимости твёрдых, жидких и газообразных диэлектриков. Физические процессы при электрическом, тепловом, ионизационном, поверхностном ( перекрытие ) пробоях в электрическом поле.

9. Поляризация диэлектриков, диэлектрические потери в твёрдых, жидких 10. Влияние эксплуатационных воздействий ( высокой и низкой температуры, влаги, вибраций, совместного их действия и др. ) на качества твёрдых и жидких изоляционных материалов.

11. Волокнистые изоляционные материалы ( бумаги, картоны, фибра, материалы из синтетических и неорганических волокон ) и изоляционные изделия из них. *) 12. Слоистые пластики: листовые и намотанные изоляционные изделия. *) 13. Пластмассы на основе термопластичных и термореактивных полимеров. *) 14. Плёночные изоляционные материалы на основе полярных и неполярных 15. Природные и синтетические слюды, слюдяные изоляционные материалы : слюдяные бумаги, миканиты, слюдиниты, слюдопласты. *) 16. Керамические изоляционные материалы : высоковольтные и 17. Электроизоляционные стёкла и ситаллы. *) 18. Электрофизические явления в газообразных диэлектриках, находящихся 19. Природные и синтетические изоляционные масла и жидкости. *) 20. Полимеризационные и поликонденсационные синтетические полимеры. *) 21. Электроизоляционные лаки и эмали. *) 22. Электроизоляционные компаунды и клеи. *) 23. Методы и аппаратура для определения электрической прочности 24. Методы и аппаратура для определения механических и физико – хи мических характеристик электроизоляционных материалов.

25. Методы и аппаратура для определения тепловых характеристик электроизоляционных материалов : теплопроводности, нагревостойкости и холодостойкости, температур размягчения и вспышки, стойкости 26. Полупроводники. Природа электрического тока в полупроводниках. Роль полупроводниковых материалов в развитии электроники.

27. Собственная и индуцированная проводимости полупроводниковых материалов ; электрофизические явления на границе материалов с « n » и « p » – проводимостями. Изделия радиоэлектроники на основе полупроводниковых материалов, их свойства, характеристики, назначение, примеры использования.

28. Магнитомягкие материалы. *) 29. Магнитотвёрдые материалы. *) *) - примечание : излагая материал по данной теме, нельзя упустить Пример выбора задания : номер зачетной книжки - 97052-ПЭ.

Шифр задания - 52. Номер варианта темы реферата - 12 ( по Табл. 1 ):

« Слоистые пластики : листовые и намотанные изоляционные изделия. »

Контрольное задание выполняется в стандартной ученической тетради.

На титульном листе тетради должны быть указаны : наименование дисциплины, по которой выполняется контрольное задание; фамилия, имя, отчество автора работы и номер его зачетной книжки; домашний почтовый адрес; год и дата выполнения задания.

На первой странице следует указать тему реферата.

В конце работы должен быть приведен список использованной литературы с ее выходными данными ( автор, наименование, город и название издательства, год издания).

Чертежи, графики и схемы должны быть выполнены в соответствии с требованиями соответствующих стандартов на миллиметровой бумаге с применением чертежного инструмента и вклеены в тетрадь. Надписи на чертежах должны быть выполнены стандартным шрифтом.

Контрольная работа завершается личной подписью ее автора.