Ставропольский государственный аграрный университет Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и эксплуатации электрооборудования

Ставропольский государственный аграрный университет
Электроэнергетический факультет
Кафедра электроснабжения и эксплуатации электрооборудования
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОМУ ПРАКТИКУМУ
по учебной дисциплине
«ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ»
для студентов специальностей:
140400.62 – «ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ»
Квалификация (степень) выпускника - бакалавр техники и технологии
Форма обучения - очная
Ставрополь 201_г.
ВВЕДЕНИЕ
Электротехническое материаловедение, раздел «Электротехнические
материалы» на электроэнергетических и других технических факультетах
высших учебных заведений промышленного и сельскохозяйственного профиля является общеобразовательной дисциплиной и создает фундамент для
изучения специальных дисциплин на старших курсах.
Выполнение студентами лабораторных работ помогает им закрепить
теоретические знания и приобрести навыки по измерению электрических и
других важных характеристик материалов, согласно которым оценивается
надежность изделий и оборудования электроустановок.
Знание физической сущности явлений и процессов, анализ свойств материалов, умение экономно и бережливо их расходовать, нужно для обучения студентов и воспитании в будущих инженерах и техниках навыков грамотной эксплуатации электрооборудования.
В результате прохождения лабораторного практикума студент должен обладать следующими профессиональными компетенциями (ПК):
 способностью проводить и оценивать результаты измерений;
 владеть способами анализа качества электротехнических материалов, организации контроля качества электроустановок с выбранными материалами;
 уметь использовать информационные технологии в агроинженерии;
 способностью использовать технические средства для определения параметров материалов электроустановок;
 способностью анализировать электроустановку как объект контроля и
управления;
 готовностью изучать и использовать научно-техническую информацию,
отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования.
Ожидаемые результаты освоения дисциплины во взаимосвязи с компетентностной моделью выпускника:
 способность и готовность анализировать научно-техническую информацию,
изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования электротехнических материалов (ПК-6);
 готовность участвовать в работе над проектами электроэнергетических и
электротехнических систем и отдельных их компонентов (ПК-8);
 способность разрабатывать простые конструкции электроэнергетических и
электротехнических объектов (ПК-9);
 готовность использовать технические средства испытаний технологических
процессов и изделий (ПК-45).
 умение использовать нормативные правовые документы в своей деятельности (ОК-5).
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Перед электроэнергетическим факультетом и кафедрой «Электроснабжения и
эксплуатации электрооборудования» стоит задача по обучению и формированию специалистов широкого профиля, сочетающих глубокие фундаментальные
знания и обстоятельную практическую подготовку по вопросам эксплуатации
электроустановок. Важное место в повышении уровня подготовки и развития
творческих способностей, будущих специалистов занимает система самостоятельной работы студентов. Без умения самостоятельно учиться, современный
инженер обречен на отставание в познании вопросов электроэнергетики, электроснабжения, электрификации и автоматизации сельского хозяйства. Умение
самостоятельно учиться, причем в течение всей инженерной деятельности – вот
основная задача студента. Для этого высшая школа должна привить бакалавру
и инженеру культуру учебы и желание учиться в ходе всей трудовой деятельности в народном хозяйстве.
Целью учебной дисциплины «Электротехнические материалы» является
приобретение студентами знаний в области электротехнических и радиотехнических материалов, применяемых в электрооборудовании сельскохозяйственного
назначения. В результате изучения дисциплины студент очник и заочник должен
знать электрические, механические, тепловые и физико-химические характеристики основных групп электротехнических и радиотехнических материалов.
Уметь пользоваться нормативной и справочной литературой, выполнять и читать
чертежи оборудования с электротехническими материалами и изделиями, пользоваться механизмами и приборами для выполнения работ с различными материалами. Измерять основные эксплуатационные характеристики и параметры электроизоляционных, полупроводниковых, проводниковых и магнитных материалов.
Чтобы понять закономерности поведения диэлектрических, проводниковых
и магнитных материалов в различных условиях эксплуатации, инженер-электрик
должен обладать знаниями в области физики, химии, электротехники и электроники. Изучение данного курса вызывает у студентов очников и заочников определенные трудности, связанные как с использованием в электротехнических и радиотехнических устройствах широкой номенклатуры материалов и многообразием их свойств, так и с отсутствием навыков практического применения полученных ранее теоретических знаний. Самостоятельная работа с лекционным материалом и выполнение лабораторных работ по темам дисциплины «Электротехнические материалы» способствует развитию этих навыков, позволяет глубже понять
физическую сущность процессов и явлений, закрепить в памяти основные формулы и определения, а также значения величин важнейших характеристик электротехнических и радиотехнических материалов.
Важную роль в развитии творческих способностей будущих бакалавров и
специалистов, в приобретении ими практических навыков играет самостоятельная
работа студентов. Данное методическое пособие предназначено, прежде всего,
для самостоятельной работы при подготовке к лекциям и лабораторным занятиям
и содержит вопросы по электроизоляционным, проводниковым и магнитным материалам. Большое внимание в указаниях уделено важнейшим и сравнительно новым материалам, применяемым в настоящее время в автоматике сельскохозяй-
ственных электроустановок. Значительную часть составляют вопросы и лабораторные задачи, связанные с практическим применением современных электротехнических и радиотехнических материалов.
Ранее методические указания по курсу «Электротехнические материалы» не
издавались, хотя лекции, лабораторные работы и вопросы к зачету по отдельным
темам дисциплины можно найти в ряде учебных пособий.
Обучение студентов очников и заочников в высшей школе является сложным процессом активного взаимодействия преподавателей и обучаемых в соответствии с учебной рабочей программой. В результате изучения дисциплины студент должен знать основные свойства электротехнических и радиотехнических
материалов и уметь пользоваться справочной и учебной литературой.
Лекции и лабораторные работы студентов являются составной частью учебной работы, и имеет целью закрепление и углубление полученных знаний, поиск
и приобретение новых знаний по дисциплине «Электротехнические материалы», а
также подготовку к итоговым занятиям и зачету.
Эффективная самостоятельная работа с литературой – одна из главных задач студентов очников и заочников. Постоянная, углубленная работа с учебной и
справочной литературой гарантирует то, что студенты станут хорошими бакалаврами и инженерами-электриками.
Работа с учебными пособиями «Электротехнические материалы» и «Электроматериаловедение» по подготовке к лекциям и выполнению лабораторных работ включает в себя следующие основные этапы:
 - ознакомление с содержанием всей книги или базовых разделов и тем;
 - чтение текста пособия и усвоение вопросов по темам дисциплины;
 - углубленное чтение разделов и тем пособия, с логическим выделением физического смысла учебных вопросов;
 - составление ответов на вопросы лекций по темам учебной дисциплины;
 - подготовка к выполнению каждой лабораторной работы;
 - подготовка и сдача зачета в устной или письменной форме по дисциплине.
Ответы на контрольные вопросы зачета по темам дисциплины «Электротехнические материалы» должны содержать наиболее важные положения. Правильно составленные устные или письменные ответы позволяют определить степень понимания и усвоения студентом очником или заочником материала учебной дисциплины, а также успешно сдать зачет. Важно не ограничиваться одним
изложением текста ответа на вопрос зачета, в них следует вносить собственные
мысли и комментарии, что является ценнейшим результатом собственного труда
бакалавра и инженера.
Таким образом, в результате изучения дисциплины студент должен
знать: электрические, механические, тепловые и физико-химические характеристики основных групп электротехнических материалов: проводниковых,
электроизоляционных, полупроводниковых и магнитных. Уметь: пользоваться
нормативной и справочной литературой; выполнять и читать чертежи оборудования с электротехническими материалами и изделиями; пользоваться механизмами и приборами для выполнения лабораторных работ с проводниковыми,
электроизоляционными, полупроводниковыми и магнитными материалами;
измерять основные параметры конструкционных, электроизоляционных, полупроводниковых, проводниковых и магнитных материалов.
В дисциплину «Электротехническое материаловедение» входят:
ЛЕКЦИИ
Введение в дисциплину. Цель, задачи и структура дисциплины. Требования к
уровню освоения содержания дисциплины.
ТЕМА №1 Электротехнические материалы на основе металлов.
Лекция №1 Введение (1 час). Назначение, классификация, области применения
и требования к электротехническим материалам. Кристаллическое строение
металлов и их дефекты. Механические свойства электротехнических материалов и основные методы их определения.
ТЕМА № 2 Проводниковые материалы.
Лекция № 2 Свойства проводниковых материалов (2часа). Свойства меди и алюминия. Сверхпроводящие металлы и сплавы. Сплавы высокого сопротивления и
сплавы для термопар.
Лекция № 3 Металлы и сплавы различного назначения (2часа). Свойства тугоплавких металлов. Благородные металлы и припои. Металлы со средним значением температуры плавления. Неметаллические проводящие материалы.
ТЕМА № 3 Полупроводниковые материалы.
Лекция № 4 Свойства полупроводниковых материалов (2часа). Основные физические явления и свойства кремния, германия и карбида кремния. Области
применения полупроводниковых материалов.
ТЕМА № 4 Электроизоляционные материалы.
Лекция № 5 Поляризация диэлектриков (2часа). Механизмы поляризации. Классификация диэлектриков по механизмам поляризации. Влияние агрегатного состояния на диэлектрическую проницаемость.
Лекция № 6 Электропроводимость диэлектриков (2часа). Токи смещения в диэлектриках. Электропроводимость газов и жидких диэлектриков. Электропроводимость твердых диэлектриков. Поверхностная электропроводимость твердых диэлектриков.
Лекция № 7 Потери в диэлектриках (2часа). Эквивалентные схемы диэлектриков с потерями. Виды диэлектрических потерь. Диэлектрические потери в зависимости от агрегатного состояния вещества.
Лекция № 8 Пробой диэлектриков (2часа). Пробой газов. Пробой жидких и твердых диэлектриков. Электрохимический и поверхностный пробой материалов.
Лекция № 9 Пассивные диэлектрики (2часа). Строение и свойства полимеров. Линейные полимеры. Пластмассы, пластики и ситаллы. Керамические материалы.
Лекция № 14 Активные диэлектрики (2часа). Свойства и характеристики сегнетоэлектриков, пьезоэлектриков, пироэлектриков и электретов. Жидкие кристаллы.
ТЕМА № 5 Магнитные материалы.
Лекция № 10 Свойства магнитных материалов (1час). Магнитомягкие материалы применяемые в электротехнике. Специальные магнитомягкие высокочастотные материалы. Свойства магнитотвердых материалов.
Заключение (1час). Основные направления совершенствования электроизоляционных, полупроводниковых, проводниковых и магнитных материалов в
сельском хозяйстве.
1. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА
Лабораторные работы желательно проводить после выполнения практических и лабораторных работ по материаловедению, метрологии и теоретическим основам электротехники, когда студенты освоят основы сборки
электрических схем. В лаборатории кафедры целесообразно иметь стационарные и переносные установки и устройства для проведения различных испытаний проводниковых, полупроводниковых, диэлектрических, электроизоляционных и магнитных материалов. Электрические, пневматические и
механические схемы и устройства, используемые для выполнения лабораторных работ, инженерам, техникам и лаборантам кафедры необходимо собирать до начала лабораторных занятий, чтобы сэкономить учебное время
студентов на выполнение лабораторного практикума.
1.1 Подготовка к практикуму
До начала проведения цикла лабораторных работ следует ознакомить
студентов с графиком проведения работ и последовательностью их выполнения в составе подгрупп и рабочих бригад. При подготовке к занятиям студентам необходимо ознакомиться с содержанием очередной лабораторной
работы по методическим указаниям по изучаемой теме. Во время самостоятельной работы (СРС) студенты должны повторить теоретический материал
по конспекту лекций и учебным и методическим пособиям, рекомендованных преподавателем на предыдущих занятиях.
Перед проведением лабораторных работ надо студенты должны изучить инструкцию по охране труда в специализированной лаборатории кафедры. Преподаватель должен провести текущий инструктаж по правилам
электробезопасности с обязательной росписью студентов в журнале инструктажей данной лаборатории. На протяжении всего цикла работ студенты должны выполнять общие правила охраны труда и электробезопасности
на занятиях.
1.2 Правила выполнения лабораторных работ
Студенты должны строго придерживаться следующих правил выполнения лабораторных работ.
1. Входить в лабораторию только с преподавателем, инженером, техником
или лаборантом кафедры.
2. Занимать рабочие места в соответствии с графиком выполнения лабораторных работ по указанию преподавателя.
3. Не уходить с рабочего места без разрешения преподавателя, техника или
лаборанта кафедры.
4. Иметь типовую рабочую тетрадь для записи кратких теоретических сведений, перечня необходимых приборов и оборудования, расчетных формул,
вычерчивания электрических схем и таблиц с результатами испытаний материалов.
5. После получения задания от преподавателя дополнительно изучить план
конкретной работы, проработать необходимый теоретический материал, вычертить заданную схему лабораторной установки и подготовить устные объяснения по схеме.
6. Установить, какие зажимы (контакты) приборов, устройств и аппаратов
соответствуют тем или иным точкам электрической схемы лабораторной
установки и в каких положениях должны находиться органы ее управления.
7. Перед началом работы проверить исправность заземляющего проводника
и надёжность его соединения с контуром заземляющего устройства, наличие
и исправность ограждения токоведущих частей лабораторной установки,
находящихся при испытаниях под высоким напряжением.
8. Не включать лабораторные установки без разрешения преподавателя, инженера или техника кафедры.
9. После подачи напряжения выше 1кВ не касаться специального ограждения токоведущих частей лабораторной установки.
10. Получив разрешение от преподавателя (техника) на включение установки, студент должен обязательно предупредить все рабочие бригады в лаборатории словом «Включаю».
11. В случае работы с устройствами и аппаратами, имеющими электрические конденсаторы, после снятия напряжения обязательно разрядить конденсаторы на «землю» при помощи специального приспособления, соединенного гибким медным проводом с контуром заземляющего устройства.
12. Окончив работу, представить отчет по работе преподавателю, привести в
порядок рабочее место, сдать его лаборанту и только с разрешения преподавателя уйти из лаборатории.
2. ОТЧЕТ ПО РАБОТЕ
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
1. Наименование и цель работы.
2. Фамилию студента и номер учебной группы.
3. Теоретические сведения по теме работы.
4. Описание лабораторной установки и ее электрической схемы.
Исследуемые электрические, механические и другие характеристики и
необходимые таблицы с результатами измерений и вычислений.
6. Расчетные формулы и экспериментальные данные, полученные при измерениях и вычислениях.
7. Обоснованные выводы по работе.
Каждый студент рабочей бригады обязан сдать преподавателю отчет
на проверку. Лабораторная работа считается выполненной, если отчет не содержит на титульном листе замечаний преподавателя по вышеперечисленным пунктам. Устранение замечаний выполняется студентом индивидуально во время самостоятельной работы до начала следующего занятия.
5.
3. СТРУКТУРА ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ ЗАНЯТИЙ В ЧАСАХ
Виды учебной работы,
включая самостоятельную
работу студентов и трудоемкость (в часах)
Л
Семестр 3
1
2
3
4
5
6
7
Введение
20
1
Тема 1.
Электротехнические ма2
териалы на основе металлов
Тема 2.
Проводниковые материа- 3-4
лы
Тема 3.
Полупроводниковые ма5
териалы
Тема 4.
Электроизоляционные
6-10
материалы
Тема 5.
Магнитные материалы
11
Заключение
12
ПЗ
Всего часов
№
п/п
Наименование разделов
и тем дисциплины
Неделя семестра
Таблица 3.1 – Разделы и темы по лекциям и лабораторному практикуму
ЛР
СРС
34
54
108
1
2
1
1
4
7
12
4
4
10
18
2
2
4
8
10
20
26
56
1
4
5
10
1
2
1
Л
Итого
ПЗ
20
ЛР
СРС
34
54
Всего часов
№
п/п
Неделя семестра
Наименование разделов
и тем дисциплины
Виды учебной работы,
включая самостоятельную
работу студентов и трудоемкость (в часах)
108
4. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА
Таблица 4.1 – Тематика лабораторных работ
№ раздела
(темы)
Темы лабораторных занятий
Семестр 3
1
2
4
4
4
4
4
5
1. Исследование механической прочности и
твердости проводниковых и диэлектрических
материалов
2. Исследование распределения напряжения
по элементам гирлянд изоляторов линии
электропередачи
3. Исследование электропроводности и диэлектрической проницаемости диэлектриков
4. Исследование основных свойств трансформаторного масла
5. Профилактические испытания изоляционных конструкций – измерение тангенса угла
диэлектрических потерь
6. Профилактические испытания изоляционных конструкций – измерение сопротивления
и емкости изоляции
7. Изучение механических и электрических
свойств электрозащитных средств и приспособлений
8. Изучение механических и электрических
свойств ферромагнитных и ферримагнитных
материалов
СРС – самостоятельная работа студентов
КолФормы текуво
щего контроля
часов успеваемости
34
4
Тесты, СРС, КР
4
Тесты, СРС, КР
4
Тесты, СРС, КР
4
Тесты, СРС, КР
4
Тесты, СРС, КР
4
Тесты, СРС, КР
4
Тесты, СРС, КР
4
Тесты, СРС, КР
5. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ
РАБОТЫ СТУДЕНТОВ. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО
КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО
ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
5.1 ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
Таблица 5.1 – Тематика для самостоятельно изучения по темам практикума
№ раздела,
темы
дисциплины
Из них:
Темы для самостоятельного изучения
теоретического курса с указанием источника
Колво
часов
ТО*
СРС
Семестр 3
108
70
38
Введение
[1], с.3-4; [6], с.5-6; [7], с.3-4.
[8], с.3-6;
1,5
1,0
0,5
Тема 1. Электротехнические материалы на основе металлов
[1], с.5-30; [7], с.5-17 и 40-45.
17
9
8
Тема 2. Проводниковые материалы
[1], с.30-53; [2], с.3-28;
[6], с.56-90; [7], с.224-245.
18
10
8
4
Тема 3. Полупроводниковые материалы [1], с.53-81; [3], с.3-26;
[6], с.133-159; [7], с.197-224.
12
8
4
5
Тема 4. Электроизоляционные материалы [1], с.81-162;
[4], с.3-32; [6], с.182-225.
45
34
11
6
Тема 5. Магнитные материалы.
[1], с.162-190;
[6], с.325-359; [7], с.245-274;
13
7
6
1,5
1,0
0,5
1
2
3
7
Заключение [1], с.5-8;
[5], с.24-28; [6], с.7-9;
[7], с.190-196;
ТО* – теоретическое обучение
СРС – самостоятельная работа студентов
Формы текущего
контроля успеваемости
Тесты, ДЗ на
сайте, собеседование с преподавателем
Тесты, КР, ДЗ на
сайте, составление отчёта и защита ЛР
Тесты, ДЗ на
сайте, собеседование с преподавателем
Тесты, КР, ДЗ на
сайте, составление отчёта и защита ЛР
Тесты, КР, ДЗ на
сайте, собеседование с преподавателем
Тесты, КР, ДЗ на
сайте, составление отчёта и защита ЛР
Тесты, КР, ДЗ на
сайте, составление отчёта и защита ЛР
6. ТЕМАТИКА ДОМАШНИХ ЗАДАНИЙ И РЕФЕРАТОВ
6.1 Домашние задания
Необходимо при подготовке к практикуму по темам учебной дисциплины получить задания на самостоятельную работу, требующие более глубокого изучения теоретического материала, с использованием технической и
нормативной литературы, а также Интернет - источников. Самостоятельная
работа студентов на рекомендуемых сайтах по дисциплинам «Электротехническое материаловедение» по действующим ссылкам на ресурсы:
http://window.edu.ru/. и http://sermir.narod.ru/map.htm.
6.2 Темы рефератов к лабораторному практикуму
1. Строение электротехнических материалов электроустановок.
2. Физические процессы в проводниковых материалах.
3. Эффекты и явления в проводниках.
4. Свойства проводниковых материалов.
5. Металлы и сплавы электроустановок различного назначения.
6. Свойства проводниковой меди и алюминия.
7. Сверхпроводящие металлы и сплавы, применяемые в энергетике.
8. Сплавы высокого сопротивления и сплавы для термопар.
9. Свойства тугоплавких металлов электроустановок.
10. Неметаллические проводящие материалы.
11. Основные физические процессы в полупроводниках
12. Свойства полупроводниковых материалов различного типа.
13. Основные оптические и фотоэлектрические явления в полупроводниках.
14. Физические явления и свойства кремния для полупроводников.
15. Основные физические явления и свойства германия электроустановок.
16. Физические явления и свойства карбида кремния электронной техники.
17. Поляризация диэлектриков.
18. Электропроводимость диэлектрических материалов.
19. Потери в диэлектриках электроустановок.
20. Электрический пробой газообразных диэлектриков.
21. Электрический пробой жидких диэлектриков.
22. Электрический пробой твердых диэлектриков.
23. Свойства пассивных диэлектриков.
24. Активные диэлектрики автоматики электроустановок.
25. Свойства и характеристики сегнетоэлектриков.
26. Свойства и характеристики пьезоэлектриков.
27. Свойства и характеристики пироэлектриков.
28. Свойства и характеристики электретов.
29. Физические процессы в магнитных материалах.
30. Природа ферромагнитного состояния.
31. Процессы при намагничивании ферромагнетиков.
32. Поведение ферромагнетиков в переменных магнитных полях.
33. Свойства магнитных материалов электроустановок.
34. Магнитомягкие материалы, применяемые в электротехнике.
35. Свойства магнитотвердых материалов.
7. СПИСОК КОНТРОЛЬНЫХ ВОПРОСОВ К ЛАБОРАТОРНОМУ ПРАКТИКУМУ
1. Требования к электротехническим материалам.
2. Кристаллическое строение металлов и их сплавов.
3. Дефекты кристаллического строения металлов.
4. Механические свойства материалов на основе цветных металлов.
5. Испытания на растяжение пластичных материалов.
6. Показатели прочности цветных металлов и их сплавов.
7. Показатели пластичности материалов из цветных металлов.
8. Механические испытания цветных металлов на твердость.
9. Классификация и технические характеристики сплавов алюминия.
10. Назначение, технические характеристики латуни и бронзы.
11. Основные способы обработки цветных сплавов.
12. Назначение и области применения диэлектрических материалов.
13. Назначение, классификация и области применения диэлектриков.
14. Электрофизические свойства диэлектрических материалов.
15. Требования к электроизоляционным материалам и их свойствам.
16. Построение энергетической диаграммы твердых диэлектриков.
17. Газообразное, жидкое и твердое состояние диэлектриков.
18. Значение и свойства электрической изоляции в электроустановках.
19. Образование сквозного тока утечки на участке твердой изоляции.
20. Объемная и поверхностная электропроводимость диэлектриков.
21. Виды электропроводимости диэлектрических материалов.
22. Электронная проводимость диэлектриков в электрических полях.
23. Факторы, влияющие на электропроводимость газообразных диэлектриков в слабых электрических полях.
24. Зависимость плотности тока от напряженности в газах.
25. Природа электропроводимости жидких диэлектриках.
26. Зависимость электропроводимости от температуры в диэлектриках.
27. Зависимость проводимости от температуры в твердых диэлектриках.
28. Поверхностная электропроводимость твердых диэлектриков.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
53.
54.
55.
56.
57.
58.
59.
60.
61.
62.
63.
64.
65.
Механизм изменения напряженности электрического поля плоского
конденсатора заполненного диэлектриком.
Понятие о диэлектрической проницаемости. Образование диполей в
диэлектрике, помещенном в электрическое поле.
Понятие о поляризованности диэлектрика. Электрический момент поляризованной частицы.
Физическая природа поляризации диэлектриков. Виды микроскопических процессов приводящих к возникновению поляризации.
Электронная упругая поляризация диэлектриков.
Ионная упругая поляризация в кристаллических диэлектриках.
Неупругие поляризации диэлектриков. Время релаксации диполя.
Характерные электрические свойства сегнетоэлектриков.
Виды поляризации сегнетоэлектриков.
Зависимость диэлектрического гистерезиса и проницаемости от
напряженности электрического поля и температуры.
Виды потерь мощности в диэлектрических материалах.
Токи через диэлектрик при постоянном напряжении.
Векторная диаграмма токов, протекающих через конденсатор диэлектриком при переменном напряжении.
Угол диэлектрических потерь и удельные диэлектрические потери.
Диэлектрические потери в газообразных диэлектриках.
Диэлектрические потери в твердых диэлектриках.
Диэлектрические потери в жидких диэлектриках.
Пробой диэлектриков и его физическая природа.
Пробой газообразных, жидких и твердых диэлектриков.
Изменение электрической прочности диэлектриков при облучении.
Поверхностный пробой электроизоляционных материалов.
Механические свойства диэлектриков.
Термические свойства диэлектриков.
Физико-химические свойства диэлектриков.
Основные свойства газообразных диэлектриков.
Жидкие диэлектрики на основе нефтяных масел.
Синтетические жидкие диэлектрики.
Диэлектрики кремнийорганических и фторорганических соединений.
Свойства линейных полярных и неполярных полимеров.
Свойства полимеров получаемых поликонденсацией (смолы).
Свойства композиционных материалов (гетинакс, текстолит).
Свойства резины применяемой при производстве кабельных изделий.
Свойства электроизоляционных лаков, эмалей, компаундов и клеев.
Свойства волокнистых материалов (дерево, бумага, картон, лакоткани).
Свойства слюды и слюдяных материалов.
Свойства стекла и электротехнической керамики.
Свойства полупроводников применяемых в электротехнике.
Электропроводимость полупроводников.
Термоэлектрические явления (эффекты Зеебека и Томпсона).
Гальваномагнитные эффекты в полупроводниках (ЭДС Холла).
Свойства простых полупроводников (германий и кремний).
Назначение и электрические характеристики проводников.
Электрические характеристики проводниковых материалов. Удельная
проводимость цветных металлов.
72. Удельное сопротивление цветных металлов и методы его определения.
73. Факторы, влияющие на удельное сопротивление проводников.
74. Зависимость сопротивления цветных металлов от температуры.
75. Характеристика термодвижущей силы и схема термопары.
76. Свойства проводниковых материалов и высокой проводимостью.
77. Назначение, состав и области применения серебра в электротехнике.
78. Свойства и электрические характеристики (графические и аналитические зависимости удельного сопротивления от температуры) меди.
79. Зависимость удельного сопротивления меди от температуры в области
криогенных температур. Марки меди.
80. Назначение, свойства, марки и области применения алюминия.
81. Явление сверхпроводимости в металлах. Современная теория сверхпроводимости. Образование электронных пар.
82. Сверхпроводниковые материалы первого, второго и третьего порядка.
83. Свойства высокотемпературные сверхпроводники.
84. Криопроводниковые материалы на основе меди и алюминия.
85. Классификация и область применения контактных материалов.
86. Свойства и величина термодвижущей силы сплавов для термопар.
87. Назначение, состав, классификация и области применения материалов
с большим удельным сопротивлением.
88. Характеристики магнитных материалов электроустановок.
89. Процессы намагничивания и перемагничивания материалов.
90. Свойства технически чистого железа.
91. Магнитные свойства пермаллоев (железоникелевые сплавы).
92. Магнитные сплавы с особыми свойствами.
93. Свойства аморфных магнитных материалов.
94. Свойства магнитодиэлектриков и магнитомягких ферритов.
95. Ферриты с прямоугольной петлей гистерезиса.
96. Свойства магнитотвердых материалов.
97. Свойства литых высококоэрцитивных сплавов.
98. Свойства металлокерамических и металлопластических магнитов.
99. Свойства магнитотвердых ферритов на основе бария и кобальта.
100. Свойства магнитов на основе редкоземельных металлов (кобальта и
цезия, кобальта и самария).
101. Свойства магнитотвердых материалов (мартенситные стали).
66.
67.
68.
69.
70.
71.
8. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ
а) основная литература
1.
Привалов Е.Е. Электроматериаловедение: учебное пособие. - Ставрополь:
АГРУС, 2012. – 196с.
2.
Привалов Е.Е. Электроматериаловедение. Лабораторный практикум: Тесты:
методическое пособие. Ставрополь: АГРУС, 2012.- 81с.
б) дополнительная литература
3.
Пасынков В.В., Сорокин В.С.Материалы электронной техники: Учебник.СПб.: Изд-во «Лань», 2003. – 308с.
4.
Электротехнические и конструкционные материалы / В.Н. Бородулин, А.С.
Воробьев, В.М. Матюнин и др. Под ред. В.А. Филикова. – М.: Высшая школа,
2000. – 280с.
5.
Справочник по электротехническим материалам / Ю.В. Корицкий, В.В. Пасынков, Б.М. Тареев. – М.: Энергоатомиздат Т.1, 1986. – 308с. Т.2 , 1987. – 296.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
6.
Сайты по дисциплине «Электротехническое материаловедение».
Действующие ссылки на ресурсы:
http://window.edu.ru/.
http://sermir.narod.ru/map.htm
http://forca.ru/
http://elsit.ru/
http://www.byminsk.com/
http://www.anytech.narod.ru/
http://rza.org.ua/
http://uas.su/index.php
8.4 Учебно-методическое обеспечение используемых технологий
7.
Учебно-методический комплекс по дисциплинам «Электротехническое
материаловедение».
9. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Перечень технических средств обучения (лекционная аудитория):
1. Видеопроектор;
2. Персональный компьютер (стационарный или ноутбук);
3. Специальный экран или плазменная панель.
Перечень лабораторных установок (ауд. 204, 316, 414):
№
п/п
Перечень оборудования
Кол-во
шт.
1
Испытательные установки с комплектами приборов, датчики, индикаторы нагрузок.
2
2
Стенды с образцами диэлектриков и комплекты
приборов: мосты измерительные Р 577, измерители универсальные Е7-11
2
3
Стенды с образцами жидких диэлектриков, вискозиметры ВЗ-154, ВЗ-246, секундомеры
2
4
Установки испытательные АИИ-70 с комплектами образцов трансформаторного масла
2
5
Стенды с комплектами проводов и кабелей,
вольтметры ВУ-15, мегомметры МС-0,5
2
6
Установки лабораторные УЛ-7 с комплектами
приборов, вольтметры переносные Э-545
2
7
Стенды с образцами проводов и кабелей, мосты
измерительные МВВ, МО-62, Е7-11.
2
8
9
Установки лабораторные УЛ-7 с комплектами
приборов, образцы проводниковых и контактных материалов
Стенды с комплектами приборов, переносные
вольтметры Э-538, мосты Е7-11, набор трансформаторов
2
2
Методические указания к лабораторному практикуму составлены в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлениям 140400.62 «Электроэнергетика и электротехника» и профилю подготовки «Электроснабжение»
Автор: ________________ к.т.н., доцент Привалов Е.Е.
Рецензенты: ________________ к.т.н., доцент Воротников И.Н.
____________________ к.т.н., доцент Тимошенко Л.И.
Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании кафедры
«Электроснабжения и эксплуатации электрооборудования».
Протокол заседания № __ от «___» ___________ 201_г.
Заведующий кафедрой электроснабжения и эксплуатации электрооборудования
к.т.н., доцент ______________ Гальвас А.В.