ПРОГРАМА, МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ І ЗАВДАННЯ ДО КОНТРОЛЬНОЇ РОБОТИ ПО ДИСЦИПЛІНІ «ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНІ МАТЕРІАЛИ»

Для студентів другого курсу заочного навчання

За фахом 6.100 101 «Енергетика й електротехнічні системи в АПК»

Методичні вказівки розроблені доцентом кафедри механізації, енергетики й технічного сервісу, к. с.х. н.

Рекомендовані до видання на засіданні кафедри механізації, енергетики й технічного сервісу

Протокол № __ від «___» ______________ 2008 р.

Розглянуто й рекомендовані до видання методичною комісією механічного факультету

Протокол № __ від «___» ______________ 2008 р.

Рецензенти: к. т.зв., доцент

Відповідальний за випуск:

Зав. кафедрою механізації, енергетики й технічного сервісу, професор, буд. т.зв., академік ПТ АН України й Нью-Йоркської академії наук

I.  Робоча програма дисципліни

Дисципліна «Електротехнічні матеріали» є загальноосвітньою технічною дисципліною передбаченою навчальним планом спеціальності 6.091.901 «Енергетика сільськогосподарського виробництва».

Вивчення дисципліни має мета ознайомити майбутніх фахівців з основними електротехнічними матеріалами, їхніми характеристиками й з порядком вибору при виготовленні, монтажі, експлуатації й ремонті електроустаткування.

Програма містить наступні розділи:

1. Загальні відомості про електротехнічні матеріали. Класифікація матеріалів по електротехнічних і магнітних властивостях.

2. Діелектричні матеріали.

Поляризація діелектриків. Діелектричні втрати. Електрична міцність діелектриків.

Газоподібні й рідкі діелектрики. Електроізоляційні пластмаси, гуми, лаки, емалі. Волокнисті й текстильні матеріали. Стеклоэмали, кераміка. Неорганічні електроізоляційні матеріали. Активні діелектрики.

3.  Провідникові матеріали.

Класифікація провідникових матеріалів.

Провідникові матеріали з високою провідністю. Мідь, алюміній, залізо і їхні сплави. Благородні метали. Срібло, платина, паладий, золото.

Тугоплавкі метали. Вольфрам, реній, молібден, тантал, титан, ніобій і ін.

Метали спеціального призначення. Ртуть, галий, індій, олово, кадмій, свинець, цинк.

Метали з високим опором. Провідникові резистивные матеріали. Матеріали для термопар.

Надпровідники. Неметалічні провідникові матеріали. Матеріали для контактів ковзання й ін.

Металокераміка.

Металеві покриття. Обмотувальні й монтажні проведення, шнури й кабелі.

4. Напівпровідникові матеріали

Загальні відомості й класифікація напівпровідників. Прості напівпровідники.

Стеклоподобные й органічні напівпровідники. Оптичні, фотоелектричні й термоелектричні явища в напівпровідниках.

4. Магнітні матеріали.

Загальні відомості про магнітні властивості матеріалів. Атомно-кристалічна й доменна структура ферромагнетиков.

Класифікація магнітних матеріалів. Магнитомягкие й магнитотвердые матеріали. Ферриты. Магнитострикционные й термомагнітні матеріали.

II.  Методичні вказівки до виконання контрольної роботи

1.Загальні вимоги до виконання контрольної роботи.

Кожний студент повинен відповісти на два питання й вирішити три завдання.

Номера питань і варіанти завдань необхідно вибирати по двох останніх цифрах номера залікової книжки.

Відповіді на питання повинні бути повними, але стислими. Рішення завдань повинне супроводжуватися поясненнями.

Позначення й розмірності фізичних величин повинні відповідати вимогам ДСТУ, ЕСКД і системі СИ.

При виборі довідкових даних приводити посилання на використану літературу.

Наприкінці контрольної роботи необхідно привести список використаної літератури.

Таблиця 1. Варіанти контрольної роботи

Номер варіанта	Номера Питань	Номера Завдань
1	2	3	4	5	6
01	1	26	1 – 1	5 – 1	8 - 4
02	2	27	2 – 1	6 – 1	7 - 1
03	3	28	4 – 1	5 – 2	8 - 1
04	4	29	3 – 1	6 – 2	8 - 2
05	5	30	2 – 2	5 – 3	7 - 2
06	6	31	1 – 2	6 – 3	8 - 3
07	7	32	3 – 2	5 – 4	7 - 3
08	8	33	4 – 2	6 – 4	7 - 4
09	9	34	2 – 3	6 – 5	8 - 5
10	10	35	2 – 4	6 – 6	7 - 5
11	11	36	1 – 3	5 – 5	7 - 6
12	12	37	4 – 3	5 – 5	8 - 6
13	13	38	3 – 4	6 – 7	7 - 7
14	14	39	3 – 5	5 – 7	8 - 7
15	15	40	1 – 4	6 – 8	8 - 9
16	16	41	4 – 4	5 – 8	7 - 8
17	17	42	2 – 4	6 – 9	7 - 9
18	18	43	4 – 5	6 – 10	8 - 10
19	19	44	3 – 6	5 – 9	8 - 1
20	20	45	1 – 5	6 – 1	7 - 10
21	21	46	2 – 5	5 – 10	7 - 1
22	22	47	1 – 6	6 – 2	7 - 2
23	23	48	2 – 6	5 – 1	8 - 1
24	24	49	3 – 7	5 – 2	7 - 3
25	25	50	4 – 5	6 – 3	8 - 2
26	20	45	1 – 7	6 – 4	7 - 4
27	21	46	2 – 7	5 – 3	7 – 5
28	22	47	3 – 8	5 – 4	8 - 3
29	23	48	4 – 6	6 – 5	8 - 4
30	24	49	1 – 8	6 – 6	7 - 6
31	25	50	2 – 8	5 – 5	7 - 7
32	26	19	3 – 9	5 – 6	8 - 5
33	27	18	4 – 7	6 – 7	7 - 8
34	28	17	1 – 9	6 – 8	8 - 6
35	29	16	2 - 9	5 - 7	8 - 7
36	30	15	3 – 10	6 – 9	7 - 9
37	31	14	4 – 8	6 – 10	7 - 10
38	32	13	1 – 10	5 – 8	7 - 1
39	33	12	2 – 10	5 – 9	8 - 8
40	34	11	3 – 1	6 – 1	7 - 2
41	35	10	4 – 9	6 – 2	8 - 9
42	36	9	1 – 1	5 – 10	7 - 3
43	37	8	2 – 1	6 – 3	8 - 10
44	38	7	3 – 2	5 – 1	8 - 1
45	39	6	4 – 10	6 – 4	7 - 4
46	40	5	1 – 2	6 – 5	8 - 2
47	41	4	2 – 2	5 – 2	7 - 5
48	42	3	3 – 3	5 – 3	8 - 3
49	43	2	4 – 1	6 – 6	7 - 6
50	44	1	3 – 4	5 – 4	8 - 4

III.  Питання й завдання для виконання контрольної роботи

Питання

1. Описати процеси поляризації й пояснити їхню фізичну суть, коротко охарактеризувати основні види поляризації, привести приклади.

2. Перелічити основні механізми поляризації із вказівкою їхніх головних особливостей. Привести приклади діелектриків із вказівкою діелектричної проникності кожного з них.

3. Охарактеризувати електропровідність діелектриків. Указати фактори влияющие на об'ємну й поверхневу електропровідність. Привести приклади питомих об'ємних і поверхневих опорів.

4. Охарактеризувати електропровідність газів. Указати параметри визначальну самостійну й несамостійну провідність газів. Дати визначення струму насичення газів.

5. Охарактеризувати електропровідність рідких діелектриків. Указати залежність їхньої електропровідності від температури.

6. Дати визначення поняття діелектричних втрат. Охарактеризувати особливості втрат у постійному й змінному електричному полях. Що таке «кут діелектричних втрат»?

7. Привести схеми заміщення діелектрика із втратами й векторні діаграми для них. Зрівняти між собою параметри цих схем.

8. Охарактеризувати діелектричні втрати в газах. Що називається кривої іонізації електричної ізоляції і яке практичне значення вона має?

9. Охарактеризувати діелектричні втрати у твердих діелектриках. Привести приклади залежностей tg δВід температури й часу.

10. Описати процес пробою газового проміжку в однорідному полі. Привести приклади залежності електричної міцності газів від відстані між електродами.

11. Перелічити класи нагревостойкости електричної ізоляції по діючому стандарті й матеріали, які ставляться до кожного класу.

12. Перелічити основні природні й синтетичні рідкі електроізоляційні матеріали, указати їхньої властивості, особливості й основні області застосування.

13. Опишіть процес одержання трансформаторного масла. Які хімічні процеси відбуваються в маслі при роботі трансформатора?

14. Перелічити й зрівняти між собою різноманітні способи очищення ізоляційних масел. У яких випадках і як вони застосовуються.

15. Описати фізичну природу пробою діелектриків.

16. Опишіть властивості совола й гексола. Зрівняєте їхньої властивості із властивостями трансформаторного масла.

17. Синтетичні смоли. На які групи вони підрозділяються. Опишіть області їхнього застосування. Дайте порівняльну характеристику синтетичних і природних смол.

18. У чому полягає різниця між процесами полімеризації й поліконденсації синтетичних смол? Приведіть приклади тих і інших смол, їхньої властивості.

19. У чому полягає різниця між термопластическими й термореактивними смолами? Приведіть приклади й коротко опишіть їхні основні властивості.

20. Укажіть призначення просочувальних, покривних і лаків, що клеять. Перелічите вимоги, пропоновані до кожної групи лаків. Опишіть способи сушіння лаків.

21. Опишіть види волокнистих матеріалів, їхньої властивості. Укажіть області їхнього застосування.

22. Охарактеризуйте основні види електроізоляційних пластмас, укажіть їхні властивості й область застосування.

23. Гуми. Опишіть суть процесу вулканізації каучуку. Види каучуков, ебоніт. Область застосування.

24. Композиційні матеріали (гетинакс, текстоліт, стеклотекстолит). Їхні характеристики й області застосування.

25. Укажіть основні види кремнийорганических електроізоляційних матеріалів, їхньої особливості, характеристики й області застосування.

26. Керамічні електроізоляційні матеріали, їхні властивості й область застосування.

27. Дайте характеристику ізоляційних матеріалів на основі слюди. Укажіть область їхнього застосування.

28. Класифікація напівпровідників. Прості й бінарні, власні й примесные напівпровідники.

29. Електропровідність напівпровідників. Перелічите й опишіть фактори, що впливають на електропровідність напівпровідників.

30. Термоелектричні явища в напівпровідниках. Опишіть суть ефектів Зеебека, Пельтье й Томпсона.

31. Описати гальваномагнітні ефекти в напівпровідниках і пояснити суть фотопровідності напівпровідників.

32. Пояснити суть электронно-дырочного переходу в напівпровідникових приладах (p-n перехід).

33. Опишіть характер електропровідності провідникових матеріалів. Дайте визначення питомого опору і його температурного коефіцієнта.

34. Опишіть матеріали високої електропровідності, охарактеризуйте їх основні фізико-механічні й електричні властивості. Укажіть області їхнього застосування.

35. Опишіть властивості міді. Укажіть області застосування м'якої й твердої міді.

36. Опишіть властивості алюмінію. Укажіть області застосування алюмінію в електротехніку.

37. Опишіть мідні й алюмінієві сплави, їхньої властивості, призначення й області застосування.

38. Дайте порівняльну характеристику властивостей міді й алюмінію. У чому полягає доцільність заміни міді алюмінієм?

39. Опишіть властивості сталевих провідників і застосування їх у лініях електропередач.

40. Дайте загальну характеристику сплавів з більшим питомим опором. Перелічите найбільше широко застосовувані сплави, укажіть їхні властивості й області застосування.

41. Які сплави з високим питомим опором застосовуються у вимірювальних пристроях, реостатах, електронагрівальних пристроях. Укажіть їхньої властивості.

42. Магнітні матеріали, загальні відомості. Процеси намагнічування й перемагнічування магнітних матеріалів.

43. Опишіть призначення магнитомягких матеріалів і пропоновані до них вимоги. Приведіть приклади й укажіть їх основні магнітні властивості.

44. Опишіть технічну характеристику електротехнічних сталей.

45. Що представляють собою текстурированные магнітні матеріали? Укажіть їхні особливі відмінності від звичайних магнітних матеріалів. Укажіть способи одержання таких магнітних матеріалів і область їхнього застосування.

46. Опишіть призначення магнитотвердых матеріалів і пропоновані до них вимоги. Приведіть приклади й укажіть їх основні магнітні властивості.

47. Опишіть призначення ферромагнетиков. Приведіть приклади й укажіть їхні магнітні властивості.

48. Опишіть технологію просочення й сушіння лаками виробів для електричних приладів і апаратів. Укажіть призначення просочення.

49. Укажіть призначення й область застосування електроізоляційних компаундов. Чим відрізняються компаунды від лаків?

50. Що називають активними діелектриками. Опишіть їхні властивості й призначення. Дайте класифікацію активних діелектриків.

IV.  Теоретична частина

1. До завдань № 1-4.

Розрахунок електропровідністі

2. До завдань № 5-6.

Розрахунок електричного опіра

3. До завдань № 7-8.

Розрахунок магнітних властивостей

Додаток 1

Одиниці основних електричних і магнітних величин

Додаток 2

Характеристики намагнічування магнітних матеріалів

Список літератури

1.  Електротехнічні й конструкційні матеріали: Навчальний посібник для сред. проф. утворення / Бородулин В. Н., Воробйов А. С., Матюнин В. М. і ін.; Під. ред. В. А. Филикова 2Е изд., стереотипне - М.: Изд. центр «Академія», 2005. - 280 с.

2.  Лоторейчук Е. А. Теоретичні основи електротехніки. Програма. Методичні вказівки, приклади рішення завдань. 2Е изд. перераб. і доп. - М.: Высш. шк., 2000. - 224 с.

3.  Алієв И. И. Довідник по електротехніці й електроустаткуванню: Учеб. посібник для вузів. 4Е изд. стер. - М.: Высш. шк. 2005. - 255 с., іл.

4.  Сагач М. Ф. Магнітні матеріали. Навчальний посібник з дисципліни “Конструкційні та електротехнічні матеріали” НАУ, Київ - 2005. - 175 с.

5.  Методичні вказівки до виконання контрольної роботи з дисципліни “Електротехнічні матеріали й технологія монтажу електрообладнання”.: Таврійська державна агротехнічна академія, Мелітополь, 2002. - 22 с.