Презентация, доклад по электротехнике на темуПроводниковые материалы

алюминий и некоторые сплавы (латунь, фосфористая бронза и др.). Они широко используются для изготовления катушек электрических машин, аппаратов и приборов. К таким материалам предъявляются требования возможно меньшего удельного сопротивления и возможно большей механической прочности. Для различных случаев применения эти требования в той или иной степени уточняются. Например, для катушек машин и аппаратов выгоднее иметь меньшее удельное сопротивление даже за счет некоторого снижения механической прочности. Для воздушных же проводов контактной сети и линий электропередачи важно иметь определенную механическую прочность на разрыв.
Наименьшим удельным сопротивлением обладает чистый металл. Любые примеси повышают удельное сопротивление. Примесь другого металла, имеющего меньшее удельное сопротивление, чем основной, повышает его сопротивление. Это объясняется искажением кристаллической решетки основного металла даже небольшим количеством примеси. Кристаллическая решетка металлов искажается не только введением примесей, но и в результате механических деформаций. В связи с этим обработка металла, приводящая к пластической деформации, вызывает увеличение его удельного сопротивления. В частности, это имеет место в процессе изготовления проводов при прокатке и волочении.

электрических машин и аппаратов. Медные провода и шины получают прокаткой и протяжкой, при этом медь приобретает высокую механическую прочность и твердость (медь марки МП). Такую твердотянутую медь используют для изготовления коллекторных пластин, неизолированных проводов, распределительных шин и пр. При термической обработке твердотянутой меди (отжиге при температуре 330—350 °С) получают мягкую медь марки ММ, обладающую большой гибкостью и способностью сильно вытягиваться; электропроводность ее также увеличивается. Мягкую медь используют для изготовления изолированных проводов, кабелей и пр.
В качестве проводниковых материалов применяют также различные бронзы, представляющие собой сплавы меди с другими металлами. Все бронзы имеют не только более высокую механическую прочность, чем медь, но и большее удельное сопротивление. Для изготовления контактных проводов и коллекторных пластин применяют преимущественно кадмиевые бронзы, для пружин, щеткодержателей, скользящих контактов, ножей рубильников — бериллиевые бронзы. Латунь (сплав меди с цинком) имеет также по сравнению с медью высокую механическую прочность, прочность против истирания, но вместе с тем и значительно более высокое удельное сопротивление. Латунь хорошо штампуется, вытягивается, паяется и сваривается.

изготовляют провода, некоторые детали электрических машин и аппаратов. Так же, как и медь, он при протяжке и других видах холодной обработки получается довольно твердым, а после отжига становится мягким. Плотность алюминия около 2,6 г/см3, примерно в 3,5 раза меньше меди (ее плотность 8,9 г/см ). Для увеличения прочности, и улучшения механических свойств к алюминию иногда прибавляют медь, магний, марганец и кремний. Таким путем получают различные алюминиевые сплавы — силумин, дюралюминий и пр.
По твердости различают две марки алюминия: AT — алюминий твердый неотоженный и AM — алюминий мягкий отожженный. Соединение алюминиевых проводов и других деталей производят обычно сваркой или заклепками, так как из-за высокой температуры плавления окиси алюминия, покрывающей поверхность алюминиевых деталей (примерно 2000 °С), и быстрого окисления зачищенной поверхности пайка алюминия обычным способом затруднена.

получившие наибольшее распространение, и неметаллические. Металлические проводниковые материалы можно разделить на три группы: 1 — для точных электроизмерительных приборов и образцовых резисторов; 2 — для резисторов и реостатов; 3 — имеющие высокую рабочую температуру и предназначенные для нагревательных приборов и нагрузочных реостатов.
Основным материалом 1-й группы является медно-марганцевый сплав — манганин. Манганин изготовляется двух марок: МНМцЗ-12 (3% Ni, 12% Mn, 85 % Си) и МНМцАЖЗ-12-0,3-0,3 (3 % Ni, 12 % Mn, 0,3 % А1, 0,3 % Fe, 84,4 % Си). Из первого сплава изготовляют твердую и мягкую (отожженную) проволоку, из второго — только мягкую.

Си). Удельное сопротивление мягкой константановой проволоки 0,465*10-6, а твердой 0,49*10-6 См*м. Его температурный коэффициент сопротивления близок к нулю.

хрома, алюминия и железа (фехраль). Проволока из этих сплавов делится по применению на марки Н (для нагревательных приборов) и С (для реостатов).

Токопроводящим элементом этих резисторов является тонкий слой сплава с высоким удельным сопротивлением, нанесенный на поверхность керамического стержня и покрытый защитным слоем эмали.

и используются как проводящие элементы.
В основе угольных проводниковых материалов лежит графит и уголь. Важнейшими видами электротехнических угольных изделий являются щетки для электрических машин и непроволочные резисторы. В процессе производства большинства угольных изделий углеродистое сырье (графит, уголь) измельчают, смешивают со связующими компонентами, формуют и обжигают. Обожженные щетки покрывают медью по поверхности щеткодержателя и армируют соединительными проводниками.

графитные, электро-графитированные и металлографитные. Угольно-графитные щетки (УГ) изготовляют из материалов, богатых углеродом (нефтекокс, кокс, антрацит и др.). Эти материалы превращают в порошки, добавляют к ним связующие вещества и из полученной таким образом массы прессуют щетки различных размеров.
Для улучшения электрических и механических свойств щетки подвергают обжигу. Угольно-графитные щетки допускают сравнительно небольшую плотность тока (6—8 А/см2).
Их применяют в коллекторных машинах постоянного и переменного тока напряжением 110—220 В.
Графитные щетки (Г) изготовляют из натурального графита. Просеянный графитный порошок прессуют под большим давлением со связующими материалами или без них и полученные изделия обжигают. Такие щетки применяют для коллекторных машин постоянного тока напряжением110 В.

антрацит), которые превращаются в искусственный графит при нагреве в электрической печи при температуре 2000—3000 °С. Такая термическая обработка повышает электрическую и тепловую прочность угля и понижает коэффициент трения, что способствует уменьшению износа коллекторов электрических машин. Электрографитированные щетки обладают хорошими коммутирующими свойствами (повышенным сопротивлением), значительной механической прочностью и способностью выдерживать большие перегрузки. Их применяют для коллекторных машин постоянного и переменного тока, работающих в тяжелых условиях, в частности для тяговых двигателей и вспомогательных машин э. п. с. и тепловозов. Плотность тока для щеток допускают 9—11 А/см2.

МГ). Для некоторых марок щеток добавляют в небольшом количестве цинковый, оловянный или свинцовый порошок (бронзово-графитные щетки БГ). Отличительной особенностью металлографитных щеток являются высокая допустимая плотность тока (до 20 А/см2) и малое сопротивление. Их применяют в низковольтных машинах постоянного тока, в синхронных двигателях и синхронных машинах.
В электронной аппаратуре широко используют непроволочные углеродистые резисторы, которые бывают поверхностные и объемные. В первых сопротивлением служит тонкий углеродистый слой — пленка на электроизоляционном основании (их называют тонкопленочными); объемные резисторы представляют собой стержни из массы, состоящей из смеси углерода с органической и неорганической связкой. Углеродистые резисторы бывают постоянные и переменные; сопротивление последних изменяется в заданных пределах. Пленочные резисторы ВС выполняются в виде керамических цилиндрических стержней или трубок, на поверхность которых нанесен слой углерода, покрытый лаковой пленкой.