ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН Корндорф, Т.И. Ногачева) из "Неразрушающий контроль Т5 Кн1" Проводниковые материалы, как правило, обладают высокой пластичностью, антикоррозионной стойкостью, достаточной механической прочностью такие свойства необходимы при изготовлении из них проводов, профилированных токонесущих деталей и т.п. Проводниковые материалы обладают электронной проводимостью. Наиболее электропроводны, при обычных температурах, химически чистые I-валентные металлы. При весьма низких температурах некоторые металлы и сплавы обладают сверхпроводимостью. Статические искажения кристаллической решетки, ее динамические нарушения, а также процессы, связывающие электроны, понижают электропроводность проводниковых материалов первое имеет место при образовании твердых растворов, пластической деформации, воздействии проникающего ядерного излучения второе -при нагреве третье - при образовании некоторых растворов и химических соединений. [c.412] Основные характеристики проводниковых материалов представлены в табл. 2.1. [c.412] Серебро - один из лучших проводниковых материалов оно применяется для тонких токопроводов измерительных приборов, в высокочастотных схемах, а также для электродов, вжигаемых в керамику, стекло, кварц и т.д. [c.412] Более дешевая медь благодаря благоприятному сочетанию высокой электропроводности, пластичности и коррозионной стойкости при удовлетворительной прочности - наиболее распространенный проводниковый материал. Для проводов применяется электролитически рафинированная и переплавленная медь марок МО (99,95 % Си) и М1 (99,9 % Си) в отожженном (ММ) и нагартованном (МТ) состояниях. Электросопротивление твердых (на-гартованных) проводов несколько выше, чем мягких (отожженных) (см. табл. 2.1). [c.412] В электровакуумной технике часто применяется переплавленная в вакууме так называемая бескислородная медь, отличающаяся повышенной пластичностью и не ухудшающая вакуум при длительной работе. При температурах выше 100 °С медь заметно окисляется, а провода МТ постепенно теряют наклеп (повышенную прочность). Более прочны и более теплостойки некоторые сплавы Си например, проводниковые бронзы. Так, провода из кадмиевой бронзы БрКд 1 (1 % Сс1) примерно в 3 раза прочнее ММ, хорошо сопротивляются истиранию и могут работать при температурах до 250 °С. Из них готовят троллейные провода, антенный канатик, линии полевой телефонии, контакты и т.п. [c.414] Алюминий, хотя и уступает Си по удельной электропроводности и прочности, но вследствие значительно меньшего удельного веса провод из него при равной проводимости с медным в два с лишним раза легче. Кроме того, алюминиевые провода дешевле, поэтому они все более вытесняют медные. В основном применяются провода из алюминия марок АВ, АО и Л1 в отожженом (АМ) и нагартованном (АТ) состояниях. Алюминиевые провода быстро покрываются на воздухе пленкой окислов, препятствующей надежному металлическому контакту. Их контакт обеспечивается сваркой и пайкой под специальными флюсами, ультразвуковой пайкой и холодной сваркой - методами, разрушающими окисную пленку. [c.414] Железо и сталь, несмотря на их повышенную прочность, в виде проводов применяются ограниченно, в основном для передачи небольших мощностей постоянного тока. В случае переменного тока за счет поверхностного эффекта и потерь на гистерезис активное сопротивление этих проводниковых материалов может возрасти в 5. .. 6 раз. Однако стальные конструкции большого сечения широко применяются как проводники электрического тока (рельсы трамваев, железных дорог). [c.414] В ряде случаев для уменьшения расхода цветных металлов, особенно при передаче небольших мощностей переменного тока, применяют биметаллические провода. Так, наружный слой (40. .. 50 % сечения) сталь-медного провода состоит из Си. Медь обеспечивает высокую проводимость на переменных токах и предохраняет сталь от коррозии сталь в свою очередь, повышает прочность провода. В специальных случаях, например, для передачи очень больших мощностей на небольшие расстояния, в качестве проводниковых материалов применяют иногда жидкие металлы -Ма, К и их смеси, Н и др. Применение проводниковых материалов для электрических контактов подробно рассмотрено в отдельной главе. [c.414] Поляризация атомов, ионов, молекул в электрическом поле подразделяется на несколько типов. [c.415] Электронной поляризацией называют возникновение дипольных моментов в результате смещения электронных орбит относительно положительно заряженных ядер под воздействием внешнего электрического поля (рис. 2.1). Электронная поляризация происходит в атомах или ионах всех материалов и, таким образом, независимо от возможного наличия в диэлектрике других видов поляризации, наблюдается во всех диэлектриках и практически не связана с потерями энергии. При скачкообразном увеличении напряженности поля процесс установления поляризации этого вида имеет колебательный характер с частотой, определяемой частотой собственных колебаний молекул. Поэтому часто электронную поляризацию называют упругой или резонансной. Время установления электронной поляризации порядка 10 . .. 10 с. [c.415] Вторым видом упругой поляризации является ионная, характерная для твердых тел с ионным строением. Она обуславливается смещением упруго связанных ионов под воздействием электрического поля на расстояния, меньшие постоянной кристаллической решетки. Время установления поляризации зависит от частоты собственных колебаний иона относительно положения равновесия и имеет порядок 10 . .. 10 -с. [c.415] Дипольная поляризация полимерных материалов имеет некоторые особенности. Ввиду отсутствия достаточно строгой теории в первом приближении для описания дипольной поляризации используются теории полярных жидкостей и кристаллов. При поляризации, обусловленной сегментным движением макромолекулы и имеющей место при температуре выше температуры стеклования, наблюдается взаимосвязь движения макромолекулы с соседними молекулами. Поляризация этого вида называется дипольно-сегмен-тальной (а-процесс). При температурах ниже температуры стеклования, когда конформация звеньев макромолекулы оказывается замороженной , сегментальной движение макромолекулы прекращается и подвижность сохраняют лишь отдельные группы атомов, локализованные в сравнительно небольших объемах. Этот вид поляризации получил название дипольно-группового (р-процесс). Время релаксации дипольной поляризации полимерных материалов может значительно превышать время дипольной релаксации других диэлектриков и в некоторых случаях достигать дней и месяцев. [c.416] Структурная (макроскопическая, межслоевая) поляризация является дополнительным механизмом релаксационной поляризации, имеющей место в твердых телах с неоднородной структурой и при наличии примесей. Причинами поляризации является перемещение электронов или ионов в пределах отдельных включений под влиянием электрического поля. Такие включения приобретают дипольный момент и Ведут себя подобно гигантской поляризованной молекуле. [c.416] Структурная поляризация наблюдается, например, в материалах, абсорбирующих влагу, и в растительных клетках. Время релаксации структурной поляризации порядка 10 . .. 10 с. [c.416] Г) в данный момент времени зависят от значений функций Е ( ) во все предшествующие моменты времени. [c.416] Дисперсия диэлектрической проницаемости. Зависимость диэлектрической проницаемости от частоты переменного поля ба((1)) называется частотной или временной дисперсией диэлектрической проницаемости. [c.417] Для электрического пробоя твердых диэлектриков характерно слабое увеличение электрической прочности с температурой, сильная зависимость, измеряемой электрической прочности от степени однородности электрического поля, отсутствие зависимости в однородном электрическом поле от времени приложения напряжения вплоть до времен порядка 10 с. В табл. 2.2 даны сведения об электрической прочности некоторых материалов. [c.418] Поляризация диэлектриков в отсутствии внешнего электрического поля наблюдается у ряда твердых диэлектриков и объясняется особенностями их структуры, в пьезо-электриках поляризация возникает при определенной деформации кристалла, причем имеет место линейная связь между и соответствующими компонентами тензора напряжений или деформаций) кристалла в соответствующих направлениях. Пьезоэлектрический эффект обратим - при наложении электрического поля в пьезоэлектриках возникают деформации, пропорциональные э. [c.418] У некоторых диэлектриков поляризация (и связанные с ней электрические эффекты) возникают при изменении температуры. Это является следствием температурной зависимости спонтанной (самопроизвольной) поляризации, которая при неизменной температуре экранизируется носителями заряда, и образец становится электрики нейтральным. Вещества, обладающие зависящей от температуры спонтанной поляризацией, называются пироэлектриками. [c.418] Особой разновидностью пироэлектриков являются сегнетоэлектрики. При нагревании они обычно переходят в непироэлектрическое состояние. Спонтанная поляризация сегнетоэлектриков испытывает более существенные (чем у других пироэлектриков) изменения под влиянием внешнего воздействия (изменения температуры, механических напряжений, электрического поля). Поэтому для сегнетоэлектриков характерны большие значения пироэлектрических и пьезоэлектрических коэффициентов и диэлектрической проницаемости. Кристалл сегнетоэлектрика обычно разбит на домены с различными направлениями температурно-зависимой части спонтанной поляризации. [c.418] Вернуться к основной статье