шпаргалки по радиоэлектронике (материалы)

1. ПЕРЕЧИСЛИТЕ И ОПИШИТЕ ОСНОВНЫЕ ТЕПЛОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ.

Тепловые характеристики позволяют оценить поведение электроизоляционных материалов при нагревании. Температура плавления определяется у материалов кристалли­ческой структуры (металлы, полупроводники, диэлектрики), ко­торые могут переходить из твердого состояния в жидкое. Температура размягчения определяется у материалов аморфной структуры (смолы, битумы и др.)  Теплостойкость — характеристика, позволяющая оценить стойкость диэлектриков к кратковременному нагреву. Нагревостойкость — это способность электроизоляционного материала длительно выдерживать предельно допустимую температуру без признаков разрушения. Холодостойкость позволяет оценить способность материала противостоять действию низких температур. Температура вспышки паров — это температура, при которой пары и газы при нагревании определенного объема жидкого диэлектрика, вспыхивают при соприкосновении их с открытым пламенем.

2. ПЕРЕЧИСЛИТЕ И ОПИШИТЕ ОСНОВНЫЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ  ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ.

Кислотное число — это количество миллиграммов (мг) едкого калия (КОН), которое необходимо для нейтрализации свободных кислот, содержащихся в 1 г жидкого диэлектрика. Вязкость - если она велика, то жидкость густая и ее частицы имеют малую подвижность, если же вязкость мала, то частицы жидкости подвижны, т. е. жидкость обладает хорошей текучестью. Водопоглощение — характеристика, позволяющая оценить способность диэлектрика противостоять воздействию воды, которая, проникая в поры материала, вызывает снижение его электрических характеристик. Тропическая стойкость (тропикостойкость) определяется у электроизоляционных материалов, предназначенных для электрооборудования, работающего в условиях тропического климата.

3. ПЕРЕЧИСЛИТЕ И ОПИШИТЕ ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЧЕСКИЕ  И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ.

К основным механическим характеристикам материалов относятся: разрушающее напряжение при растяжении, разрушающее напряжение при сжатии, разрушающее напряжение при статическом изгибе и ударная вязкость.

К основным электрическим характеристикам материалов относятся:  удельное электрическое сопротивление, температурный коэффициент удельного сопротивления, диэлектрическая проницаемость

4. ПЕРЕЧИСЛИТЕ И ОПИШИТЕ ОСНОВНЫЕ ГАЗООБРАЗНЫЕ ДИЭЛЕКТРИКИ.

К газообразным диэлектрикам относятся все газы и воздух, представляющий собой смесь газов и паров воды. Многие газы используют в качестве диэлектриков в газонаполненных конденсаторах, воздушных выключателях высокого напряжения и в других электротехнических устройствах. Основные газообразные диэлектрики: воздух, азот, водород, углекислый газ, Элегаз (искусственный газ SF₆ - применяется в электрических аппаратах).

5. ПЕРЕЧИСЛИТЕ ОСНОВНЫЕ ЖИДКИЕ ДИЭЛЕКТРИКИ.

Жидкие диэлектрики широко применяют в электротехнических установках. Ими заполняют внутреннее пространство силовых трансформаторов, реакторов, масляных выключателей, конденсаторов, кабелей и других элементов электрооборудования. Наряду с этим жидкие диэлектрики выполняют роль теплоотводящей среды. В качестве жидких диэлектриков наибольшее применение получили нефтяные электроизоляционные масла. Они делятся на три группы: для трансформаторов и высоковольтных выключателей; для пропитки бумажной изоляции конденсаторов; для высоковольтных кабелей. Недостатками нефтяных электроизоляционных масел являются их горючесть, сравнительно невысокая температура вспышки их паров и малая величина диэлектрической проницаемости. Этих недостатков лишены синтетические масла.

6. ПЕРЕЧИСЛИТЕ И ОПИШИТЕ ОСНОВНЫЕ ТВЁРДЫЕ ПОЛИМЕРИЗАЦИОННЫЕ ДИЭЛЕКТРИКИ.

Полистирол - термопластичный диэлектрик, из которого изготовляют каркасы катушек, изоляционные панели, основания и изоляторы для электроизмерительных приборов. Полиэтилен - твердый непрозрачный материал, из которого получают электроизоляционные полупрозрачные пленки, каркасы катушек, платы, изоляцию проводов и кабелей. Поливинилхлорид - платы, трубы, в качестве основной изоляции монтажных проводов, а также для изготовления защитных оболочек — шлангов кабелей. Органическое стекло - термопластичный прозрачный материал. Органическое стекло поддается всем видам механической обработки (сверлению, фрезерованию и др.). Капрон - представляет собой твердый материал белого или светло-желтого цвета. Применяется в качестве изоляции обмоточных, а также в качестве основы электроизоляционных лакированных тканей, в производстве электромонтажных и конструкционных деталей, отличающихся малой массой.

7. ПЕРЕЧИСЛИТЕ И ОПИШИТЕ ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫХ ЛАКОВ И ЭМАЛЕЙ.

По своему назначению электроизоляционные лаки делятся на пропиточные, покровные и клеящие.

Пропиточные лаки применяют для пропитки обмоток в электрических машинах и аппаратах. Покровные лаки применяют для создания на поверхности уже пропитанных обмоток влагостойких или маслостойких лаковых покрытий. Клеящие лаки применяют для склеивания различных электроизоляционных материалов: листочков слюды, керамики, пластмасс и др. Основное требование, предъявляемое к клеящим лакам, состоит в том, чтобы эти лаки обладали хорошим прилипанием и образовывали бы прочный шов. Электроизоляционные эмали являются покровными материалами. Ими покрывают лобовые части обмоток электрических машин и аппаратов с целью защиты их от смазочных масел, влаги и других воздействий.

8. ПЕРЕЧИСЛИТЕ И ОПИШИТЕ ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫХ БУМАГ И КАРТОНОВ.

Из древесины хвойных пород (сосна, ель) путем ее химической переработки получают целлюлозу, или клетчатку, которая является сырьем для изготовления различных электроизоляционных бумаг и картонов. Различают следующие виды бумаг: Конденсаторная бумага, пропитанная жидким диэлектриком, применяется в бумажных конденсаторах, пропиточная бумага предназначается для изготовления слоистой электроизоляционной пластмассы - гетинакса, намоточная бумага применяется для изготовления электроизоляционных намоточных изделий: цилиндров и изоляционных трубок для трансформаторов и электрических аппаратов. Электроизоляционные картоны применяют для пазовой и межвитковой изоляции в электрических машинах. Фибра - из непроклеенной бумаги, имеющей в своем составе хлопковое волокно и древесную целлюлозу.

9. ПЕРЕЧИСЛИТЕ И ОПИШИТЕ ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ПЛАСТИЧЕСКИХ МАСС.

Связующие вещества - пропитывают наполнители и другие компоненты пластмасс, придают им пластичность, наполнители -  позволяют повысить механическую прочность и уменьшить объемную усадку изготовляемых пластмассовых изделий, пластификаторы - для понижения хрупкости и повышения холодостойкости, стабилизаторы вводятся в пластмассы для повышения их стойкости к свету и нагреву, отвердители -  для ускорения процессов их отвердевания, красители - придают равномерную окраску, смазывающие вещества - для лучшего отделения от поверхности стальной пресс-формы.

10. ОПИШИТЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОВОДНИКОВОЙ МЕДИ.

Медь - проводник с малым удельным сопротивлением, представляет собой металл красновато-оранжевого цвета с температурой плавления 1083 °С. Медь обладает хорошими механическими свойствами, а также пластичностью. Это позволяет получать из меди тонкую проволоку, а также тонкие ленты. Проводниковая медь очень устойчива к атмосферной коррозии, этому способствует тонкий слой оксида (СиО), которым медь покрывается на воздухе. Выпускает проводниковую медь шести марок с различной степенью чистоты. Примесями в меди являются: висмут, сурьма, железо, свинец, олово, цинк, никель, фосфор и т.д. Выпускают мягкую (марка ММ) и твердую неотожженную (марка МТ). Из меди изготавливают контакты, жила проводов и кабелей и другие токопроводящие изделия.

11. ОПИШИТЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОВОДНИКОВОЙ БРОНЗЫ.

Бронзы - сплавы на основе меди, отличающиеся малой объемной усадкой при литье изделий. Основные типы бронзы представляют собой сплавы меди с оловом (оловянные бронзы), алюминием (алюминиевые), бериллием (бериллиевые) и другими легирующими элементами. Бронзы хорошо обрабатываются резанием, давлением и хорошо паяются. Из них изготовляют ленты и проволоку, из которых производят пружинящие контакты, токоведущие пружины и другие токопроводящие и конструкционные детали. Для упрочнения бронзовых деталей производят их термическую обработку - закалку, а затем отпуск при оптимальных температурах. В отношении электропроводности бронзы уступают меди, но превосходят ее по механической прочности, упругости, сопротивлению истиранию и коррозионной стойкости. Из проводниковых бронз изготовляют провода для линий электрического транспорта, пластины для коллекторов электрических машин, токопроводящие пружины и контактные упругие детали для электрических приборов.

12. ОПИШИТЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОВОДНИКОВОГО АЛЮМИНИЯ.

Алюминий является вторым после меди проводниковым материалом благодаря его сравнительно большой проводимости и стойкости к атмосферной коррозии. Алюминий относится к группе легких металлов - он в 3,3 раза легче меди. Алюминий - металл серебристо-белого цвета с температурой плавления 658 °С, отличающийся малой твердостью и сравнительно небольшой механической прочностью при растяжении. На воздухе алюминий очень быстро покрывается тонкой пленкой оксида, который надежно защищает его от проникновения кислорода воздуха. В то же время эта пленка обладает значительным электрическим сопротивлением. Выпускают проводниковый алюминий 13 марок с различной степенью чистоты. В марках алюминия особой чистоты примесей (железо, кремний, цинк, титан и медь) содержится не более 0,005 %. Из этих сортов алюминия изготовляют электроды электролитических конденсаторов, а также алюминиевую фольгу. Проволоку для проводов изготовляют из алюминия, содержащего не более 0,3 и 0,5 % примесей. Выпускают мягкую (AM), полутвердую (АПТ) и твердую (AT) алюминиевую проволоку и шины прямоугольного сечения.

13. ОПИШИТЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОВОДНИКОВОГО СЕРЕБРА.

Серебро - проводник с малым удельным сопротивлением, который относится к группе благородных металлов, не окисляющихся на воздухе при комнатной температуре. Интенсивное окисление серебра начинается при температуре от 200 °С и выше. Так же как все благородные металлы, серебро отличается высокой пластичностью, позволяющей получать фольгу и проволоку диаметром до 0,01 мм. Кроме того, серебро отличается наивысшей проводимостью. Температура плавления серебра - 960,5 °С. По сравнению с медью и алюминием серебро находит ограниченное применение, в сплавах с медью, никелем или кадмием — для контактов в реле и в других приборах на небольшие токи, а также в припоях ПСр-10; ПСр-25 и др.

14. ОПИШИТЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОВОДНИКОВОГО ВОЛЬФРАМА.

Вольфрам относится к группе тугоплавких металлов, широко применяется в электротехническом производстве в качестве износостойкого материала для электрических контактов и для деталей в электровакуумных приборах (нити ламп накаливания, электроды и др.). Вольфрам - металл серого цвета с очень высокой температурой плавления и большой твердостью. Вольфрам получают методом порошковой металлургии, т. е. в результате спекания спрессованных частиц металла. Из вольфрама изготовляют проволоку диаметром до 0,01 мм. Окисление вольфрама на воздухе начинается при температуре от 400 °С и выше. В вакууме вольфрамовые детали могут работать при температурах до 2000 °С, температура плавления его от 3380 °С

15. ПЕРЕЧИСЛИТЕ И ОПИШИТЕ ПРОВОДНИКИ С БОЛЬШИМ УДЕЛЬНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ.

Основные представители этой группы проводниковых материалов - сплавы меди с никелем, известные под названием манганин и константан. Манганин - сплав 84 — 86% меди, 2 — 3% никеля и 12—13% марганца . Цвет манганина светло-оранжевый, температура плавления 960 °С. Достоинством манганиновых изделий является то, что их электрическое сопротивление очень мало зависит от температуры. Из манганина изготовляют мягкие и твердотянутые проволоки. Кроме того, выпускают манганиновые обмоточные провода с эмалевой изоляцией, с изоляцией из натурального шелка, а также изолированные эмалью и одним слоем натурального шелка. Манганиновые изделия применяют в производстве резисторов и потенциометров высокого класса. Константан - сплав 58 — 60 % меди, 32 - 40 % никеля и 1 — 2 % марганца. Цвет константана — серебристо-желтый, температура плавления 1260 °С. Изолированная константановая проволока в паре с медной применяется для изготовления термопар. Константановые изделия (проволока, ленты) могут использоваться при температурах не выше 500 °С.

16. ПЕРЕЧИСЛИТЕ И ОПИШИТЕ ЭЛЕКТРОУГОЛЬНЫЕ ИЗДЕЛИЯ.

К электроугольным изделиям относят щетки для электрических машин, контактные детали, электроосветительные угли и др. Графитные щетки изготовляют из натурального графита. Они отличаются мягкостью, не вызывают шума при работе. Угольно-графитные щетки изготовляют из графита, сажи, кокса и связующих смол. Эти щетки обладают повышенной твердостью, механической прочностью и абразивностью. Металлографитные щетки изготовляют из порошков графита и меди, а в некоторые вводят еще порошки олова и серебра. Электрографитированные щетки изготовляют из графита, кокса, сажи и связующих смол. Эти щетки имеют повышенную механическую прочность и возможность использования их при повышенных окружных скоростях. Электроугольные электроды отличаются стойкостью к электрической дуге, они очень медленно окисляются, не горят и не плавятся до температуры 3800 °С. Находят широкое применение в электрических аппаратах большой мощности. Контактные детали для электровозов, троллейбусов и других токосъемных устройств изготовляют из электроугольных и медно-графитных масс.

17. ПЕРЕЧИСЛИТЕ И ОПИШИТЕ ОБМОТОЧНЫЕ ПРОВОДА.

Обмоточные провода применяют для изготовления обмоток электрических машин, электрических аппаратов и приборов, Их выпускают с жилами из проводниковой меди, проводникового алюминия и сплавов с большим удельным сопротивлением. Все обмоточные провода можно разделить на: Провода с эмалевой изоляцией - которая представляет собой гибкое лаковое покрытие, полученное в результате отвердения сплошного слоя эмаль-лака, нанесенного на провод. Провода с волокнистой    изоляцией - которая представляет собой одинарную или двойную обмотку из хлопчатобумажной, шелковой пряжи или пряжи из синтетических (лавсан, капрон) или стеклянных волокон. Провода с эмалево-волокнистой изоляцией состоят из эмалированной медной жилы круглого сечения, у которых поверх слоя эмали наносится слой изоляции, состоящей из хлопчатобумажной, шелковой, лавсановой или стеклянной пряжи.

18. ОПИШИТЕ НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО УСТАНОВОЧНЫХ ПРОВОДОВ.

Установочные провода предназначены для электрических установок в осветительных и силовых сетях, а также для монтажа электрооборудования. Жилы установочных проводов изготавливаются, чаще всего, из меди и алюминия. Бывают: однопроволочные и многопроволочные. Все установочные провода имеют буквенно-цифровые обозначения, где буквы указывают на конструктивные особенности и тип изоляции, а цифры: I-количество жил, II-сечение каждой жилы в мм². Буквенные обозначения проводов: А – жила из алюминия (если буквы «А» нет – значит жила из меди), П – провод, ПП – провод плоский, В – изоляция из поливинилхлорида, Р – резиновая изоляция, Н – негорючая хлоропреновая оболочка, Г – провод гибкий, Д – провод витой, Т – с несущим тросом и т.д. Пример: АППВ 2х2,5 - провод с алюминиевыми жилами, плоский, в поливинидхлоридной изоляции, двухжильный, сечение каждой жилы 2,5 мм².

19. ПЕРЕЧИСЛИТЕ И ОПИШИТЕ ВИДЫ ПРИПОЕВ.

Припой - это металл или сплав металлов, температура плавления которых ниже температуры плавления соединяемых материалов. Различают 2 вида припоев: Лёгкоплавкие - с температурой плавления ниже 500⁰  в основном это оловянно-свинцовые припои, например ПОС-40, в котором олова 40%, остальное свинец и примеси; Тугоплавкие припои с температурой плавления выше 500⁰  в основном это медно-цинковые, например ПМЦ-36, в котором 36% меди, а остальное цинк и примеси.

20. ДАЙТЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОНЯТИЮ "ПАЙКА" И ОПИШИТЕ НАЗНАЧЕНИЕ ФЛЮСОВ.

Пайка - это процесс получения неразъёмного соединения металлических изделий при помощи расплавленного припоя, с его последующей кристаллизацией. Флюс - это химически активное вещество, предназначенное для очистки соединяемых пайкой поверхностей от окислов и загрязнений, и препятствующее их дальнейшему образованию. В качестве флюсов для лёгкоплавких припоев применяют канифоль, паяльную мазь, паяльный жир, стеарин; для тугоплавких припоев - буру, борную кислоту.

21. ПЕРЕЧИСЛИТЕ И ОПИШИТЕ ВИДЫ МИКАНИТОВ.

Миканиты относятся к слюдяным материалам. Выпускают твердые или гибкие листовые миканиты, получаемые склеиванием листочков слюды с помощью клеящих смол или лаков. Из листочков коллекторного миканита штамповкой получают изоляционные прокладки, применяемые для изоляции друг от друга медных пластин в коллекторах электрических машин. Из прокладочного миканита изготовляют различные электроизоляционные прокладки для электрических машин и аппаратов. Гибкие миканиты применяют в качестве пазовой, межвитковой и бандажной изоляции в электрических машинах, а также в качестве различных гибких электроизоляционных прокладок. Выпускают также гибкий стекломиканит и формовочный миканит.

22. ПЕРЕЧИСЛИТЕ И ОПИШИТЕ ВИДЫ СЛОИСТЫХ ПЛАСТМАСС.

Слоистые пластмассы представляют собой материалы со слоистой структурой. Эти пластмассы состоят из чередующихся слоев листового наполнителя (бумага, хлопчатобумажная или стеклянная ткань) и связующего вещества. Наиболее широко применяются гетинакс, текстолит и стеклотекстолит. Гетинакс - листовой слоистый материал, в котором наполнителем являются листы пропитанной бумаги. Его используют для изготовления различного рода плоских электроизоляционных деталей и оснований. Текстолит отличается от гетинакса тем, что наполнителем в нем является хлопчатобумажная ткань. Стеклотекстолит отличается от текстолита тем, что наполнителем в нем является электроизоляционная бесщелочная стеклянная ткань.

23. ПЕРЕЧИСЛИТЕ И ОПИШИТЕ ВИДЫ КОМПАУНДОВ.

Компаунды — это электроизоляционные составы, изготовляемые из нескольких исходных веществ: смол, битумов. В момент применения компаунды представляют собой жидкости, которые постепенно отвердевают, превращаясь в монолитный твердый диэлектрик. В отличие от лаков и эмалей компаунды не содержат летучих растворителей. Отсутствие в компаундах растворителей обеспечивает монолитность компаунду после его отвердевания. Согласно своему назначению компаунды разделяются на пропиточные, заливочные и обмазочные. Пропиточные компаунды применяются для пропитки обмоток электрических машин и аппаратов с целью цементации витков обмотки и защиты их от влаги; заливочные — для заливки полостей (свободных пространств) в кабельных муфтах и воронках, а также в корпусах электрических аппаратов — трансформаторов тока, дросселей и т. п.

24. ПЕРЕЧИСЛИТЕ И ОПИШИТЕ ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРОКЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ.

Электрокерамические материалы представляют собой твердые камнеподобные вещества, которые можно обрабатывать только абразивами. Все электрокерамические материалы по назначению делят на три группы: изоляторная, конденсаторная и сегнетоэлектрическая керамика . Все электрокерамические материалы негигроскопичны и атмосферостойки. Одним из широко применяемых электрокерамических материалов является электротехнический фарфор. Из него изготовляют различные конструкции изоляторов высокого и низкого напряжения. Другим электрокерамическим материалом является стеатит. Он отличается от электрофарфора повышенной механической прочностью и лучшими электрическими характеристиками. Из пластичной стеатитовой массы изготовляют стеатитовые изоляторы и электроизоляционные изделия методом прес-сования в гипсовых формах.

25. ПЕРЕЧИСЛИТЕ И ОПИШИТЕ ВИДЫ КЛЕЕВ.

Клеи составы широко применяются в производстве электрических аппаратов приборов и других видов электрооборудования. От клеев и вяжущих составов не всегда требуются хорошие электроизоляционные свойства. Эти материалы, в первую очередь, должны обладать свойством склеивания - прилипания к металлическим и неметаллическим материалам. Клеи составляют большую группу веществ. В электротехническом производстве применяют клеи на основе синтетических смол, обладающих наибольшей клеящей способностью. Многие из этих клеев обладают хорошими электроизоляционными свойствами. К таким клеям относятся глифталевые клеящие лаки, бакелитовые лаки. Большое применение получили клеи БФ-2,-4,-6, представляющие собой спиртовые растворы фенольных смол. Широкое применение получили клеи на основе жидких и твердых эпоксидных смол.

26. ОПИШИТЕ ОСНОВНЫЕ ГРУППЫ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

Магнитными называются такие материалы, которые под действием внешнего магнитного поля способны намагничиваться, т. е. приобретать особые магнитные свойства. Основные магнитные материалы — это железо, никель, кобальт и различные сплавы на основе технически чистого железа. Согласно поведению в магнитном поле все магнитные материалы делят на две основные группы: магнитно-мягкие и магнитно-твердые. Магнитно-мягкие материалы обладают большими значениями начальной и максимальной магнитной проницаемости. Эти материалы легко намагничиваются и размагничиваются. Магнитно-твердые материалы с большим трудом намагничиваются, а будучи намагниченными, могут несколько лет сохранять магнитную энергию, т. е. служить источниками постоянного магнитного поля. Магнитно-твердые материалы применяют главным образом для изготовления  постоянных  магнитов.

27. ПЕРЕЧИСЛИТЕ И ОПИШИТЕ МИНЕРАЛЬНЫЕ ДИЭЛЕКТРИКИ.

К минеральным диэлектрикам широкого применения относятся: асбест и асбестоцемент. Асбест (горный лен) представляет собой природный минерал, характерным свойством которого является его волокнистое строение. Основным достоинством асбеста является его высокая нагревостойкость и негорючесть. При температуре около 1450 °С асбест плавится. Рабочая температура асбеста 450 °С. Из асбестовых волокон изготовляют электроизоляционную бумагу, картоны, ткани и ленты. Асбестоцемент изготавливают из асбестового волокна цемента. Его используют в электрических устройствах низкого напряжения (основания контакторов, перегородки и искрогасительные камеры в электрических аппаратах)