Untitled 1 BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƢỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN XÂY DỰNG VIỆT XÔ KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỰ ĐỘNG HÓA GIÁO TRÌNH MÔN HỌC VẬT LIỆU ĐIỆN NGHỀ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP/CAO ĐẲ[.]
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƢỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN XÂY DỰNG VIỆT XÔ KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỰ ĐỘNG HĨA GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: VẬT LIỆU ĐIỆN NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP/CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ- ngày tháng năm 20 …… ……………… Ninh Bình, năm 2019 BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƢỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN XÂY DỰNG VIỆT XÔ KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỰ ĐỘNG HĨA GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: VẬT LIỆU ĐIỆN NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP/CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ- ngày tháng năm 20 …… ……………… Ninh Bình, năm 2019 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin đƣợc phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Trên sở chƣơng trình khung đào tạo, trƣờng Cao đẳng nghề cơng nghiệp Hải phòng, với trƣờng điểm tồn quốc, giáo viên có nhiều kinh nghiệm thực biên soạn giáo trình Cung cấp điện phục vụ cho cơng tác dạy nghề Giáo trình đƣợc thiết kế theo môn học thuộc hệ thống mô đun/ môn học chƣơng trình đào tạo nghề Điện cơng nghiệp cấp trình độ Cao đẳng đƣợc dùng làm giáo trình cho học viên khóa đào tạo, sau học tập xong môn học này, học viên có đủ kiến thức để học tập tiếp mơn học, mô đun đun khác nghề Môn học đƣợc thiết kế gồm chƣơng : Bài mở đầu: Khái quát hệ thống cung cấp điện Chƣơng 1:Vật liệu cách điện Chƣơng 2.Vật liệu dẫn điện Chƣơng 3.Vật liệu dẫn từ Mặc dù cố gắng, song sai sót khó tránh Tác giả mong nhận đƣợc ý kiến phê bình, nhận xét bạn đọc để giáo trình đƣợc hồn thiện Ninh Bình, tháng năm 2019 Chủ biên Nguyễn Thị Linh Phƣơng MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU BÀI MỞ ĐẦU: KHÁI NIỆM VỀ VẬT LIỆU ĐIỆN 10 Khái niệm, cấu tạo vật liệu điện 10 1.1 Khái niệm 10 1.2 Cấu tạo nguyên tử vật liệu 10 1.3 Cấu tạo phân tử 10 1.3.1 Cấu tạo phân tử 10 1.3.2 Khuyết tật cấu tạo vật rắn 11 1.3.3 Lý thuyết phân vùng lƣợng 11 Phân loại vật liệu điện 12 2.1 Phân loại vật liệu điện theo khả dẫn điện 12 2.1.1 Vật liệu dẫn điện 12 2.1.2 Vật liệu bán dẫn 12 2.1.3 Vật liệu cách điện ( điện môi) 12 2.2 Phân loại vật liệu theo từ tính 12 2.3 Phân loại vật liệu điện theo trạng thái vật thể 12 CHƢƠNG 1:VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN 14 1.Khái niệm phân loại vật liệu cách điện 14 1.1 Khái niệm 14 1.2 Phân loại vật cách điện 14 1.2.1 Phân loại theo trạng thái vật thể 14 1.2.2 Phân loại theo thành phần hóa học 15 1.2.3 Phân loại theo tính chịu nhiệt 15 Tính chất chung vật liệu cách điện 16 2.1 Tính hút ẩm vật liệu cách điện 16 2.2 Tính chất học vật liệu cách điện 16 2.2.1 Độ bền chịu kéo, chịu nén uốn 16 2.2.2 Tính giịn 17 2.2.3 Độ cứng 17 2.2.4 Độ nhớt 17 2.3 Tính chất hóa học vật liệu cách điện 17 2.4 Hiện tƣợng đánh thủng điện môi 18 2.4.1 Hiện tƣợng đánh thủng điện môi 18 2.4.2 Độ bền cách điện 18 2.5 Độ bền điện 19 2.6 Tính chọn vật liệu cách điện 20 2.7 Hƣ hỏng thƣờng gặp 21 Một số vật liệu cách điện thông dụng 21 3.1 Vật liệu sợi 21 3.2 Giấy cactong 21 3.2.1 Giấy 21 3.2.2 Cactong cách điện 22 3.3 Phíp 23 3.4 Amiang, ximang amiang 23 3.4.1 Amiang 23 3.4.2 Ximăng amiăng 23 3.5 Vải sơn băng cách điện 24 3.5.1 Băng cách điện 24 3.5.2 Vải sơn cách điện 24 3.6 Chất dẻo 24 3.7 Nhựa cách điện 25 3.7.1 Nhựa tự nhiên 25 3.7.2 Nhựa tổng hợp 26 3.8 Dầu cách điện 28 3.8.1 Dầu thực vật 28 3.8.2 Dầu mỏ cách điện (dầu máy biến áp) 29 3.9 Sơn hợp chất cách điện 30 3.9.1 Sơn 30 3.9.2 Các hợp chất cách điện 32 3.10 Chất đàn hồi 32 3.11 Điện môi vô 33 3.12 Vật liệu cách điện gốm sứ 35 3.13 Mica vật liệu sở mica 36 CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN 39 Khái niệm tính chất vật liệu dẫn điện 39 1.1 Khái niệm vật liệu dẫn điện 39 1.2 Tính chất vật liệu dẫn điện 39 1.3 Các tác nhân môi trƣờng ảnh hƣởng đến tính dẫn điện vật liệu 42 1.3.1 Nhiệt độ 42 1.3.2 Sự tinh khiết, ảnh hƣởng từ trƣờng ánh sáng điện trở suất 42 1.4 Hiệu điện tiếp xúc sức nhiệt động 42 1.4.1 Hiệu điện tiếp xúc 42 1.4.2 Sức nhiệt động 43 Tính chất chung kim loại hợp kim 43 2.1 Tầm quan trọng kim loại hợp kim 43 2.2 Các tính chất 43 2.2.1 Tính chất vật lý 43 2.2.2 Tính chất hóa học 44 2.2.3 Một số tính chất khác 45 Những hƣ hỏng thƣờng gặp cách chọn vật liệu dẫn điện 46 3.1 Những hƣ hỏng thƣờng gặp 46 3.2 Cách chọn vật liệu dẫn điện 48 Một số vật liệu dẫn điện thông dụng 48 4.1 Đồng hợp kim đồng 48 4.1.1 Tầm quan trọng đồng kỹ thuật điện 48 4.1.2 Phân loại 49 4.1.3 Sản xuất chế tạo 50 4.1.4 Hợp kim đồng 50 4.2 Nhôm hợp kim nhôm 52 4.2.1 Nhôm 52 4.2.2 Hợp kim nhôm 54 4.3 Chì hợp kim chì 54 4.3.1 Chì 54 4.3.2 Hợp kim chì 55 4.3.3 Ứng dụng chì hợp kim chì 56 4.4 Sắt (thép) 57 4.5 Wonfram (Còn gọi Tungstene) ký hiệu W 58 4.6 Kim loại dùng làm tiếp điểm cổ góp 58 4.7 Hợp kim có điện trở cao chịu nhiệt 61 4.7.1 Khái niệm 61 4.7.2 Một số hợp kim thƣờn sử dụng 61 4.8 Lƣỡng kim 62 CHƢƠNG 3: VẬT LIỆU DẪN TỪ 65 Khái niệm chung tính chất vật liệu dẫn từ 65 1.1 Khái niệm 65 1.2 Tính chất vật liệu dẫn từ 65 1.3 Các đặc tính vật liệu dẫn từ 65 1.4 Đƣờng cong từ hóa 66 Mạch từ tính tốn mạch từ 68 2.1 Các công thức 69 2.2 Sơ đồ thay mạch từ 72 2.3 Mạch từ xoay chiều 73 2.4 Những hƣ hỏng thƣờng gặp 79 Một số vật liệu dẫn từ thông dụng 79 3.1 Vật liệu sắt từ mềm 79 3.2 Vật liệu sắt từ cứng 83 3.2.1 Hợp kim làm nam châm vĩnh cửu 83 3.3 Vật liệu sắt từ có công dụng đặc biệt 85 3.3.1 Các chất sắt từ mềm đặc biệt 85 3.3.2 Ferit 86 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: VẬT LIỆU ĐIỆN Mã mơn học: MH 12 Vị trí tính chất mơn học: - Vị trí: Mơn học học sau mơn học An tồn lao động Vẽ điện - Tính chất: Là mơn học chun mơn nghề Mục tiêu môn học: - Về kiến thức: Nhận dạng loại vật liệu điện thông dụng, phân loại loại vật liệu điện thơng dụng, trình bày đặc tính loại vật liệu điện - Về kỹ năng: Sử dụng thành thạo loại vật liệu điện, xác định dạng nguyên nhân gây hƣ hỏng vật liệu điện - Về lực tự chủ trách nhiệm: Phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo, tác phong công nghiệp Nội dung môn học Thời gian (giờ) Số TT Tên chƣơng, mục Tổng Lý Thực hành, thí Kiểm số thuyết nghiệm, thảo tra luận, tập Bài mở đầu 2 Khái niệm vật liệu điện 1 Phân loại vật liệu điện 1 Chƣơng : Vật liệu cách điện 9 Khái niệm phân loại vật liệu cách điện 1 Tính chất chung vật liệu cách điện 4 Một số vật liệu cách điện thông dụng 4 Chƣơng : Vật liệu dẫn điện 10 Khái niệm tính chất vật liệu dẫn điện 2 Tính chất chung kim loại hợp kim 2 Những hƣ hỏng thƣờng gặp cách chọn vật liệu dẫn điện Một số vật liệu dẫn điện thông dụng Kiểm tra 2 3 Chƣơng 3: Vật liệu dẫn từ Khái niệm tính chất vật liệu dẫn từ 2 Mạch từ, tính tốn mạch từ Một số vật liệu dẫn từ thông dụng Kiểm tra 4 Cộng: 30 1 1 28 BÀI MỞ ĐẦU: KHÁI NIỆM VỀ VẬT LIỆU ĐIỆN Giới thiệu: Vật liệu điện có vai trị to lớn cơng nghiệp điện Để thấy rõ đƣợc chất cách điện hay dẫn điện loại vật liệu, cần hiểu khái niệm cấu tạo vật liệu nhƣ hình thành phần tử mang điện vật liệu Bên cạnh cần nắm rõ nguồn gốc, cách phân loại loại vật liệu nhƣ để tiện lợi cho q trình lựa chọn sử dụng sau Nội dung học nhằm trang bị cho học viên kiến thức nhằm giúp cho học viên có kiến thức để học tập học sau có hiệu Mục tiêu: - Nêu bật đƣợc khái niệm cấu tạo vật liệu dẫn điện - Phân loại đƣợc xác chức vật liệu cụ thể - R n luyện đƣợc tính chủ động nghiêm túc cơng việc Nội dung chính: Khái niệm vật liệu điện 1.1 Khái niệm Tất vật liệu dùng để chế tạo máy điện, khí cụ điện, dây dẫn vật liệu dùng làm phụ kiện đƣờng dây, đƣợc gọi chung vật liệu điện Nhƣ vật liệu điện bao gồm: Vật liệu dẫn điện, vật liệu cách điện, vật liệu dẫn từ Để thấy đƣợc chất dẫn điện hay cách điện vật liệu, cần hiểu khái niệm cấu tạo vật liệu nhƣ hình thành phần tử mang điện vật liệu 1.2 Cấu tạo nguyên tử vật liệu Nhƣ biết, vật chất đƣợc cấu tạo từ nguyên tử phân tử Nguyên tử phần tử vật chất Theo mơ hình nguyên tử Bor, nguyên tử đƣợc cấu tạo hạt nhân mang điện tích dƣơng điện tử (êlectron e) mang điện tích âm, chuyển động xung quanh hạt nhân theo quỹ đạo định Hạt nhân nguyên tử đƣợc tạo nên từ hạt prôton nơtron Nơtron hạt khơng mang điện tích cịn prơton có điện tích dƣơng với số lƣợng Zq Ở trạng thái bình thƣờng, ngun tử đƣợc trung hịa điện Nếu lý đó, ngun tử hay nhiều điện tử trở thành điện tích dƣơng mà ta thƣờng gọi ion dƣơng Ngƣợc lại nguyên tử trung hòa nhận thêm điện tử trở thành ion âm 1.3 Cấu tạo phân tử 1.3.1 Cấu tạo phân tử Phân tử đƣợc tạo nên từ nguyên tử thông qua liên kết phân tử Trong vật chất tồn bốn loại liên kết sau: 10 ... loại vật liệu điện 2.1 Phân loại vật liệu điện theo khả dẫn điện Trên sở giản đồ lƣợng, ngƣời ta phân loại theo vật liệu dẫn điện, vật liệu dẫn từ, vật liệu cách điện vật liệu bán dẫn 2.1.1 Vật liệu. .. để chế tạo máy điện, khí cụ điện, dây dẫn vật liệu dùng làm phụ kiện đƣờng dây, đƣợc gọi chung vật liệu điện Nhƣ vật liệu điện bao gồm: Vật liệu dẫn điện, vật liệu cách điện, vật liệu dẫn từ Để... Khái niệm vật liệu điện 1 Phân loại vật liệu điện 1 Chƣơng : Vật liệu cách điện 9 Khái niệm phân loại vật liệu cách điện 1 Tính chất chung vật liệu cách điện 4 Một số vật liệu cách điện thông