Электроизоляционные и другие диэлектрические материалы
Вопросы:
1. Как определить понятие «электроизоляционный материал»?
2. Чем различаются понятия «электроизоляционный материал», «изолятор», «диэлектрический материал» и «электрическая изоляция»?
3. Каково значение электроизоляционных материалов и диэлектриков и каковы возможности их использования в электротехнике?
4. Какие показатели свойств диэлектрических материалов являются важнейшими?
5. Почему в электрических конденсаторах при синусоидальном переменном напряжении вектор электрического тока опережает вектор электрического напряжения?
6. В чём внешне проявляется поляризация диэлектрика?
7. Какие механизмы поляризации существуют в диэлектриках?
8. В каких случаях поляризация носит релакционный характер?
9. Почему и по каким признакам диэлектрические материалы делят на полярные и неполярные? Какая между ними разница?
10. Чем характеризуется способность диэлектриков к поляризации?
11. Как определяется относительная диэлектрическая проницаемость?
12. Как определяется относительная диэлектрическая проницаемость нелинейных диэлектриков?
13. Является ли относительная диэлектрическая проницаемость константой материала?
14. Какие значения может принимать относительная диэлектрическая проницаемость диэлектриков?
15. У каких диэлектриков относительная диэлектрическая проницаемость зависит от температуры? Можно ли исключить эту зависимость?
16. В каких диэлектриках, как и почему относительная диэлектрическая проницаемость зависит от частоты переменного электрического поля?
17. В каких диэлектриках, как и почему относительная диэлектрическая проницаемость зависит от напряженности электрического поля?
18. Как образуются свободные носители зарядов в электроизоляционных материалах?
19. Каков механизм электропроводности газообразных электроизоляционных материалов?
20. Каков механизм электропроводности жидких электроизоляционных материалов?
21. Каков механизм электропроводности твёрдых электроизоляционных материалов?
22. Чем вызвана поверхностная электропроводность твёрдых электроизоляционных материалов?
23. Почему удельная электрическая проводимость полярных электроизоляционных материалов при равных условиях больше, чем у неполярных?
24. Справедлив ли для электроизоляционных материалов закон Ома?
25. Чем характеризуется электропроводность электроизоляционных материалов?
26. От каких факторов зависит удельная электрическая проводимость электроизоляционных материалов?
27. Почему диэлектрики в электрическом поле нагреваются?
28. Чем вызваны диэлектрические потери?
29. Чем характеризуются электроизоляционные материалы с точки зрения диэлектрических потерь?
30. В чём заключается различие между понятиями «тангенс угла диэлектрических потерь» и «коэффициент диэлектрических потерь»?
31. От каких факторов зависят диэлектрические потери?
32. Как тангенс угла потерь и диэлектрические потери зависят от температуры?
33. Как тангенс угла потерь и диэлектрические потери зависят от частоты переменного электрического поля?
34. Как тангенс угла потерь зависит от напряжённости электрического поля?
35. Существуют ли диэлектрики без потерь?
36. Какая схема замещения диэлектрика удобнее?
37. Что такое пробой электроизоляционных материалов?
38. Что такое электрическая прочность электроизоляционных материалов?
39. Что такое чисто электрический пробой электроизоляционного материала?
40. Когда в электроизоляционных материалах наступает тепловой пробой?
41. Когда в электроизоляционных материалах наступает ионизационный пробой?
42. Когда в электроизоляционных материалах наступает электрохимических пробой?
43. Почему в электроизоляционных материалах различают кратковременную и длительную электрическую прочность изоляции?
44. Что подсказывает нам кривая зависимости пробивного напряжения от длительности действия напряжения?
45. От каких факторов зависит электрическая прочность электроизоляционных материалов?
46. Почему в газообразных электроизоляционных материалах в неоднородном постоянном электрическом поле проявляется эффект полярности?
47. Как электрическая прочность зависит от температуры?
48. Как электрическая прочность зависит от частоты переменного электрического поля?
49. Почему более толстые слои электроизоляционных материалов имеют меньшую электрическую прочность?
50. Может ли произойти пробой вакуума?
51. Почему электрическая прочность многих электроизоляционных материалов при постоянном напряжении больше, чем при переменном?
52. Почему электрическая прочность зависит от площади поверхности электродов?
53. При определённых условиях в газообразных электроизоляционных материалах не может наступить пробой. Какие это условия?
54. Как и почему электрическая прочность газов зависит от давления?
55. Почему электрическая прочность твёрдых электроизоляционных материалов больше, чем жидких, а жидких больше, чем газообразных?
56. Зачем нужно знать, как на свойства электроизоляционных материалов влияют различные внешние факторы, в том числе эксплуатационные?
57. Что такое старание электроизоляционных материалов? Какие факторы его вызывают?
58. Что определяет нагревостойкость электроизоляционных материалов?
59. Как влияет влажность на свойства электроизоляционных материалов?
60. Как попадает влага в электроизоляционные материалы?
61. Как влияют на свойства электроизоляционных материалов климатические условия?
62. Какие газообразные электроизоляционные материалы являются важнейшими?
63. Какие жидкие электроизоляционные материалы являются важнейшими?
64. Какие электроизоляционные материалы изготавливаются из слюды и где они применяются?
65. Каковы свойства стекла и возможности его применения в качестве электроизоляционного материала?
66. Что такое электрокерамика и почему она считается перспективным электротехническим материалом?
67. Какие термопрластичные полимеры являются важнейшими электроизоляционными материалами и для каких целей они применяются?
68. Какие термореактивные полимеры являются важнейшими электроизоляционными материалами и для каких целей они используются?
69. Из чего изготавливается и для каких целей применяются электроизоляционные лаки?
70. Что такое электроизоляционные эластомеры? Какие из них являются важнейшими и для каких целей они применяются?
71. Из чего состоят и для каких целей используются слоистые пластики?
72. Какие пластические массы являются самыми распространёнными? Из чего они изготавливаются?
73. Какие материалы используются как заливочные компаунды?
74. Какие природные органические электроизоляционные материалы ещё применяются и каковы их перспективы в будущем?
75. Что такое сегнетоэлектрики и почему они считаются очень перспективными материалами?
76. Ряд проводниковых материалов имеет особенно выгодные свойства в области очень низких температур. Как ведут себя при этих температурах электроизоляционные материалы?
77. Жидкий гелий имеет в определённой области криогенных температур необычные свойства. Какие это свойства?
Раздел 5
Магнитные материалы
Вопросы:
1. Чем объяснить магнитные свойства различных материалов?
2. Как классифицируются материалы в соответствии с их магнитными свойствами?
3. Какие материалы являются диамагнитными и каковы их магнитные свойства?
4. Какие материалы являются парамагнитными и каковы их магнитные свойства?
5. Какие материалы являются ферромагнитными и каковы их магнитные свойства?
6. Каковы магнитные свойства антиферромагнетиков?
7. Каковы магнитные свойства ферримагнетиков?
8. Каковы магнитные свойства метамагнетиков?
9. Каковы магнитные свойства сверхпроводников в сверхпроводящем состоянии?
10. Какие материалы из указанных групп используются в электротехнике в качестве магнитных материалов? Как они классифицируются с точки применения в электротехнике?
11. Какие показатели свойств магнитных материалов являются основными?
12. Какие дополнительные показатели свойств существуют для магнитных материалов, работающих в переменных магнитных полях?
13. От каких факторов зависит магнитная проницаемость магнитных материалов?
14. Как связаны магнитные свойства материалов с их структурой?
15. Могут ли ферромагнитные домены ориентироваться в направлении внешнего магнитного поля?
16. Как связана доменная структура с кривой намагничивания?
17. Как и почему в магнитных материалах проявляются гистерезисные явления?
18. Почему при циклическом перемагничивании магнитных материалов возникают магнитные потери? Каковы механизмы возникновения магнитных потерь?
19. Какими способами уменьшают магнитные потери в магнитных материалах?
20. Как проявляется анизотропия свойств магнитных материалов?
21. Что такое магнитная текстура и как она связана со свойствами магнитных материалов?
22. В чём заключается явление магнитострикции? В каких материалах оно более всего проявляется и для каких целей используется?
23. Как влияет на свойства магнитных материалов их механическая и термическая обработка?
24. Можно ли из магнитных материалов изготовить тонкие плёнки? Для каких целей они используются?
25. Могут ли иметь ферромагнитные свойства сплавы неферромагнитных металлов?
26. Может ли резина иметь ферромагнитные свойства?
27. Чистое железо относится к самым высококачественным магнитомягким материалам. Можно ли из него изготовить постоянный магнит?
28. Могут ли магнитные материалы стареть?
29. Какую структуру имеют магнитные материалы?
30. Какие свойства имеют магнитомягкие материалы? Как они классифицируются?
31. Каковы свойства технически чистого железа и для каких целей оно используется?
32. Что такое листовые электротехнические стали?
33. Какие магнитомягкие материалы имеют высокое значение магнитной проницаемости в слабых магнитных полях?
34. У каких материалов магнитная проницаемость не зависит от напряжённости магнитного поля?
35. Какой магнитный материал имеет наибольшую индукцию насыщения?
36. Как используются материалы с сильной зависимостью магнитной проницаемости от температуры?
37. Какие магнитомягкие ферриты являются важнейшими?
38. Каковы достоинства и недостатки ферритов по сравнению с классическими материалами?
39. Как влияет на свойства ферритов температура?
40. Какие магнитомягкие материалы имеют прямоугольную петлю гистерезиса?
41. Какие материалы для постоянных магнитов являются важнейшими?
42. Какие немагнитные материалы являются важнейшими?
Литература
Основная
1. Богородицкий Н.П., Пасынков П.В., Тареев Б.М. Электротехнические материалы. – Л.: Энергоатомиздат, 1985. – С.303.
2. Пасынков В.В. Материалы электронной техники. – М.: 1980.
3. Корицкий Ю.В. Электротехнические материалы. – М.: Энергия, 1976. – С.319.
4. Преображенский А.А. Магнитные материалы и элементы. – М.: 1976.
5. Казарновский Д.М., Тареев Б.М. Испытания электроизоляционных материалов. – Л.: - М.: Госэнергоиздат, 1980. – С.313.
6. Горелик С.С., Дашевский М.Я. Материаловедение полупроводников и диэлектриков. – М.: Металлургия, 1988.
7. Ормонт Б.Ф. Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников/ Под ред. В.М. Глазова. – М.: Высшая школа, 1982.
8. Шалимова К.В. Физика полупроводников. – М: Энергоатомиздат, 1985.
9. Мишин Д.Д. Магнитные материалы. – М: Высшая школа, 1981.
10. Терехов В.А. Задачник по электронным приборам. – М: Энергоатомиздат, 1983.
Дополнительная
1. Тареев Б.М. Физика диэлектрических материалов. – М.: Энергоиздат, 1982. – С.317.
2. Корицкий Ю.В. Основы физики диэлектриков. – М.: Энергия, 1979. – С.245.
Методические указания и контрольные задания составила:
к.т.н., доцент каф. «Автоматизированные электротехнологические установки и системы»