CHƯƠNG 1 KHÁI NIỆM VỀ VẬT LIỆU ĐIỆN GIÁO TRÌNH V T LI U ĐI N Biên so n KS Tr n Đinh D ngẬ Ệ Ệ ạ ầ ươ UBND T NH PHÚ YÊNỈ TR NG CAO Đ NG NGH PHÚ YÊNƯỜ Ẳ Ề GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN V T LI U ĐI NẬ Ệ Ệ Mã s ố MĐ[.]
GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU ĐIỆN Biên soạn KS Trần Đinh Dương UBND TỈNH PHÚ YÊN TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ PHÚ N GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: VẬT LIỆU ĐIỆN Mã số: MĐ 11 NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP Trình độ: Trung cấp nghề Cao đẳng nghề Biên soạn: KS Trần Đinh Dương Tuy Hịa, tháng năm 2011 GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU ĐIỆN Biên soạn KS Trần Đinh Dương Tuyên bố quyền Tài liệu thuộc loại sách giáo trình lưu hành nội nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích v ề đào t ạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI NÓI ĐẦU Hiện nước ta hầu hết hoạt động xã hội gắn với việc sử dụng điện Điện khơng sử dụng thành phố mà cịn đưa nông thôn, miền núi nhờ trạm phát điện địa ph ương, máy phát ện h ộ gia đình Cùng với phát triển điện thiết bị điện dân d ụng s dụng ngày tăng lên không ngừng Chất lượng vật liệu điện không ngừng cải tiến nâng cao với phát triển cơng ngh ệ m ới Vì địi hỏi người công nhân làm việc ngành, nghề đặc biệt ngành nghề điện, điện tử phải hiểu rõ chất vật li ệu ứng dụng vật liệu đó, đồng thời phải hiểu rõ cấu tạo vật liệu, nắm tượng, nguyên nhân hư hỏng cách khắc ph ục để không ng ừng nâng cao hiệu kinh tế tiết kiệm điện sử dụng Nội dung mô đun trang bị cho học viên kiến thức cấu tạo vật liệu điện nhằm ứng dụng có hiệu ngành nghề GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU ĐIỆN Biên soạn KS Trần Đinh Dương CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC VẬT LIỆU ĐIỆN Mã số mô đun: MĐ 11 Thời gian môn học: 30h ; (Lý thuyết: 15h; Thực hành: 15h) I Vị trí tính chất mơn học: Mơn học học sau mơn học An tồn lao động h ọc song song v ới môn học Vẽ điện, Khí cụ điện II Mục tiêu mơn học: Sau hồn tất mơn học này, người học có lực: Nhận dạng loại vật liệu điện thông dụng Phân loại loại vật liệu điện thơng dụng Trình bày đặc tính loại vật liệu điện Sử dụng thành thạo loại vật liệu điện Xác định dạng nguyên nhân gây hư hỏng vật liệu điện Tính chọn/thay vật liệu điện III Nội dung môn học: Nội dung tổng quát phân bố thời gian Thời gian Số Tên chương mục Tổng Lý Thực hành Bài Kiểm tra* (LT TT số thuyết tập TH) I Khái niệm vật liệu điện II Vật liệu cách điện III Vật liệu dẫn điện 10 IV Vật liệu dẫn từ Cộng: 30 14 15 * Ghi chú: Thời gian kiểm tra lý thuyết tính vào lý thuy ết, ki ểm tra thực hành tính vào thực hành Nội dung chi tiết Chương 1: Khái niệm vật liệu điện Mục tiêu: Nhận dạng loại vật liệu điện Phân loại xác loại vật liệu điện dùng công nghiệp dân dụng Thời gian Số Thực Kiểm tra* Nội dung: Tổng Lý TT hành (LT số thuyết Bài tập TH) Khái niệm vật liệu điện 1 0 1.1 Khái niệm 1.2 Cấu tạo nguyên tử vật liệu 1.3 Cấu tạo phân tử 1.4 Khuyết tật cấu tạo vật rắn 1.5 Lý thuyết phân vùng lượng vật rắn Phân loại vật liệu điện 1 2.1 Phân loại theo khả dẫn điện GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU ĐIỆN 2 2.3 Biên soạn KS Trần Đinh Dương Phân loại theo từ tính Phân loại theo trạng thái vật thể Cộng : Chương 2: Vật liệu cách điện Mục tiêu: Nhận dạng, phân loại xác loại vật liệu cách điện dùng công nghiệp dân dụng Trình bày đặc tính số loại vật liệu cách điện thường dùng Sử dụng phù hợp loại vật liệu cách điện theo yêu cầu kỹ thuật cụ thể Xác định nguyên nhân gây hư hỏng có phương án thay th ế kh ả thi loại vật liệu cách điện thường dùng Thời gian Số Thực Kiểm tra* Nội dung: Tổng Lý TT hành (LT số thuyết Bài tập TH) Khái niệm phân loại vật liệu cách 1 0 điện 1.1 Khái niệm 1.2 Phân loại vật liệu cách điện Tính chất chung vật liệu cách 2 điện 2.1 Tính hút ẩm vật liệu cách điện 2.2 Tính chất học vật liệu cách điện 2.3 Tính chất hóa học vật liệu cách điện 2.4 Hiện tượng đánh thủng điện môi độ bền cách điện 2.5 Độ bền nhiệt 2.6 Tính chọn vật liệu cách điện 2.7 Hư hỏng thường gặp Một số vật liệu cách điện thông 2 dụng 3.1 Vật liệu sợi 3.2 Giấy tông 3.3 Phíp 3.4 Amiăng, xi măng amiăng 3.5 Vải sơn băng cách điện 3.6 Chất dẻo 3.7 Nhựa cách điện 3.8 Dầu cách điện 3.9 Sơn hợp chất cách điện: GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU ĐIỆN 3.1 3.1 3.1 3.1 Biên soạn KS Trần Đinh Dương Chất đàn hồi Điện môi vô Vật liệu cách điện gốm sứ Mica vật liệu sở mica Cộng : Chương 3: Vật liệu dẫn điện Mục tiêu: Nhận dạng, phân loại xác loại vật liệu dẫn điện dùng cơng nghiệp dân dụng Trình bày đặc tính số loại vật liệu dẫn điện th ường dùng Sử dụng phù hợp loại vật liệu dẫn điện theo yêu cầu kỹ thuật cụ thể Xác định nguyên nhân gây hư hỏng có phương án thay th ế kh ả thi loại vật liệu dẫn điện thường dùng Thời gian Số Thực Kiểm tra* Nội dung: Tổng Lý TT hành (LT số thuyết Bài tập TH) Khái niệm tính chất vật liệu 1 0 dẫn điện 1.1 Khái niệm vật liệu dẫn điện 1.2 Tính chất vật liệu dẫn điện 1.3 Các tác nhân môi trường ảnh hưởng đến tính dẫn điện vật liệu 1.4 Hiệu điện tiếp xúc sức nhiệt động Những hư hỏng thường cách 1 chọn vật liệu dẫn điện 2.1 Những hư hỏng thường gặp 2.2 Cách chọn vật liệu dẫn điện Một số vật liệu dẫn điện thông dụng 2.1 Đồng hợp kim đồng 3.2 Nhôm hợp kim nhơm 3.3 Chì hợp kim chì 3.4 Sắt (Thép) 3.5 Wonfram 3.6 Kim loại dùng làm tiếp điểm cổ góp GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU ĐIỆN 3.7 3.8 Biên soạn KS Trần Đinh Dương Hợp kim có điện trở cao chịu nhiệt Lưỡng kim Cộng : 10 Chương 4: Vật liệu dẫn từ Mục tiêu: Nhận dạng, phân loại xác loại vật liệu dẫn t dùng công nghi ệp dân dụng Trình bày đặc tính số loại vật li ệu d ẫn t th ường dùng Sử dụng phù hợp loại vật liệu dẫn từ theo yêu cầu kỹ thuật cụ thể Xác định nguyên nhân gây hư hỏng có phương án thay th ế kh ả thi loại vật liệu dẫn từ thường dùng Thời gian Số Thực Kiểm tra* Nội dung: Tổng Lý TT hành (LT số thuyết Bài tập TH) Khái niệm tính chất vật liệu dẫn 1 từ 1.1 Khái niệm 1.2 Tính chất vật liệu dẫn từ 1.3 Các đặc tính vật liệu dẫn từ 1.4 Đường cong từ hóa Mạch từ tính tốn mạch từ 2.1 Các công thức 2.2 Sơ đồ thay mạch từ Mạch từ xoay chiều 2.4 Những hư hỏng thường gặp Một số vật liệu dẫn từ thông dụng 3.1 Vật liệu sắt từ mềm 3.2 Vật liệu sắt từ cứng 3.3 Các vật liệu sắt từ có cơng dụng đặc biệt Cộng : IV Điều kiện thực chương trình: Vật liệu: + Dây dẫn điện, dây điện từ loại + Giấy, gen, sứ, thuỷ tinh cách điện loại + Mạch từ loại máy biến áp gia dụng + Chì hàn, nhựa thơng, giấy nhám loại + Hóa chất dùng để tẩm sấy cuộn dây máy điện (keo, vẹc-ni cách điện ) Dụng cụ trang thiết bị: GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU ĐIỆN Biên soạn KS Trần Đinh Dương + Bộ đồ nghề điện, khí cầm tay + Tủ sấy điều khiển nhiệt độ + Các mơ hình dàn trải thiết bị, hoạt động được: + Thiết bị cấp nhiệt: Nồi cơm điện, bàn ủi, máy nước nóng, lị nướng + Tủ lạnh, máy điều hoà nhiệt độ + Thiết bị gia dụng: Quạt điện, máy bơm nước, survolteur, ổn áp tự động + VOM, Mêgômmet + Thiết bị thử độ bền cách điện + Biến áp tự ngẫu: điều chỉnh tinh, điện áp vào 220V, điện áp (0 - 400) V (điều chỉnh được) Nguồn lực khác: + PC, phần mềm chuyên dùng + Projector, overhead + Máy chiếu vật thể ba chiều + Video vẽ, tranh mô tả thiết bị V Phương pháp nội dung đánh giá: Có thể áp dụng hình thức kiểm tra viết kiểm tra trắc nghiệm Các nội dung trọng tâm cần kiểm tra là: Nhận dạng loại vật liệu Một số đặc tính phạm vi ứng dụng loại vật liệu VI Hướng dẫn chương trình : Phạm vi áp dụng chương trình: Chương trình mơn học sử dụng để giảng dạy cho trình đ ộ Trung c ấp nghề Cao đẳng nghề Hướng dẫn số điểm phương pháp giảng dạy mơn học: Trước giảng dạy, giáo viên cần vào nội dung t ừng h ọc đ ể chuẩn bị đầy đủ điều kiện cần thiết nhằm đảm bảo chất lượng giảng dạy Nên áp dụng phương pháp đàm thoại để Người học ghi nhớ kỹ Nên bố trí thời gian giải tập, nhận dạng loại v ật li ệu, h ướng d ẫn s ửa sai chỗ cho Người học Cần lưu ý kỹ đặc tính nhóm vật liệu Những trọng tâm cần ý: Phân loại vật liệu, vai trị vật liệu Đặc tính phạm vi ứng dụng nhóm vật liệu Tính chọn số vật liệu trường hợp đơn giản Tài liệu cần tham khảo: - Công nghệ chế tạo tính tốn sửa chữa máy điện 1, 2, - Nguy ễn Tr ọng Thắng, NXB Giáo Dục, 1995 - Máy điện 1, - Trần Khánh Hà, NXB Khoa học Kỹ thuật, 1997 - Quấn dây, sử dụng sửa chữa động điện xoay chiều chiều thông dụng - Nguyễn Xuân Phú (chủ biên) - NXB Khoa học Kỹ thuật, 1997 - Kỹ Thuật Điện - Đặng Văn Đào – Lê văn Doanh, NXB KH&KT, Hà Nội 1997 - Thực hành kỹ thuật điện lạnh - Trần Thế San, Nguyễn Đức Phấn - NXB Đà Nẵng, 2001 GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU ĐIỆN Biên soạn KS Trần Đinh Dương - Khí cụ điện - Kết cấu, sử dụng sửa chữa - Nguyễn Xuân Phú, NXB Khoa học Kỹ thuật , 1998 - Vật liệu điện - Nguyễn Xuân Phú, NXB Khoa học Kỹ thuật , 1998 - Giáo trình Vật liệu điện – Nguyễn Đình Thắng, NXB Giáo dục (Tái lần 3), 2007 GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU ĐIỆN Biên soạn KS Trần Đinh Dương MỤC LỤC I.Vị trí, ý nghĩa, vai trị giáo trình II.Mục tiêu giáo trình III.Nội dung giáo trình A Phần lý thuyết Chương I: Khái niệm vật liệu điện 1.1 Khái niệm vật liệu điện 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Cấu tạo nguyên tử vật liệu 1.1.3 Cấu tạo phân tử vật liệu 1.1.4 Khuyết tật cấu tạo vật rắn 1.1.5 Lý thuyết phân vùng lượng vật rắn 1.2 Phân loại vật liệu điện 1.2.1 Phân loại theo khả dẫn điện 1.2.2 Phân loại theo từ tính 1.2.3 Phân loại theo trạng thái vật thể Câu hỏi ôn tập Chương II: Vật liệu cách điện 2.1 Khái niệm phân loại vật liệu cách điện 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Phân loại vật liệu cách điện 2.2 Tính chất chung vật liệu cách điện 2.2.1Tính hút ẩm vật liệu cách điện 2.2.2 Tính chất học vật liệu cách điện 2.2.3 Tính chất hóa học vật liệu cách điện 2.2.4 Hiện tượng đánh thủng điện môi độ bền cách điện 2.2.5 Độ bền nhiệt 2.3 Một số vật liệu cách điện thông dụng 2.3.1 Vật liệu sợi : 2.3.2 Vật liệu cách điện gỗ, giấy 2.3.3 Micanit 2.3.4 Sơn cách điện 2.3.5 Dầu máy biến áp 2.3.6 Vật liệu cách điện gốm sứ 2.3.7 Nhựa 2.3.8 Cao su 2.3.9 Mica sản phẩm gốc mica Câu hỏi ôn tập Chương III: Vật liệu dẫn điện 3.1 Khái niệm tính chất vật liệu dẫn điện 3.1.2 Khái niệm vật liệu dẫn điện Trang 1 2 2 9 10 11 12 13 13 13 13 14 14 18 18 19 23 24 24 25 26 26 27 28 29 30 32 32 34 34 34 GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU ĐIỆN Biên soạn KS Trần Đinh Dương 3.1.4 Tính chất vật liệu dẫn điện 3.1.5 Các tác nhân môi trường ảnh hưởng đến tính dẫn điện vật liệu 3.1.6 Hiệu điện tiếp xúc sức nhiệt động 3.2 Những hư hỏng thường cách chọn vật liệu dẫn điện 3.2.1 Những hư hỏng thường gặp 3.2.2 Cách chọn vật liệu dẫn điện 3.3 Một số vật liệu dẫn điện thông dụng 3.3.1 Đồng hợp kim đồng 3.3.2 Nhơm hợp kim nhơm 3.3.3 Chì hợp kim chì 3.3.4 Sắt (Thép) hợp kim Sắt (thép) 3.3.5 Wonfram 3.3.6 Kim loại dùng làm tiếp điểm cổ góp 3.3.7 Hợp kim có điện trở cao chịu nhiệt 3.3.8 Lưỡng kim Câu hỏi ôn tập Chương IV: Vật liệu dẫn từ 4.1 Khái niệm tính chất vật liệu dẫn từ 4.1.1 Khái niệm 4.1.2 Tính chất vật liệu dẫn từ 4.1.3 Các đặc tính vật liệu dẫn từ 4.1.4 Đường cong từ hóa 4.2 Mạch từ tính tốn mạch từ 4.2.1 Các công thức 4.2.2 Sơ đồ thay mạch từ 4.2.3 Mạch từ xoay chiều 4.3 Một số vật liệu dẫn từ thông dụng 4.3.1 Vật liệu sắt từ mềm 4.3.2Vật liệu sắt từ cứng Câu hỏi ôn tập B Phần thực hành kiểm nghiệm cách điện Phân nhóm kiểm nghiệm cách điện Thử cách điện không phá hủy Kiểm nghiệm cách điện máy biến áp Kiểm nghiệm cách điện máy phát điện Kiểm nghiệm cách điện máy cắt Kiểm nghiệm cách điện khí cụ điện hạ Câu hỏi ôn tập thực hành IV Điều kiện thực giáo trình: V Phương pháp nội dung đánh giá: VI Hướng dẫn giáo trình : Tài liệu cần tham khảo CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM VỀ VẬT LIỆU ĐIỆN 10 34 35 37 39 39 39 39 39 44 48 49 51 52 54 56 57 58 58 58 58 59 60 60 60 63 65 67 67 68 68 69 69 69 71 72 72 72 73 74 74 74 75 ... điện 1. 1 Khái niệm vật liệu điện 1. 1 .1 Khái niệm 1. 1.2 Cấu tạo nguyên tử vật liệu 1. 1.3 Cấu tạo phân tử vật liệu 1. 1.4 Khuyết tật cấu tạo vật rắn 1. 1.5 Lý thuyết phân vùng lượng vật rắn 1. 2 Phân... điện 3 .1. 2 Khái niệm vật liệu dẫn điện Trang 1 2 2 9 10 11 12 13 13 13 13 14 14 18 18 19 23 24 24 25 26 26 27 28 29 30 32 32 34 34 34 GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU ĐIỆN Biên soạn KS Trần Đinh Dương 3 .1. 4... Khái niệm vật liệu điện 1 0 1. 1 Khái niệm 1. 2 Cấu tạo nguyên tử vật liệu 1. 3 Cấu tạo phân tử 1. 4 Khuyết tật cấu tạo vật rắn 1. 5 Lý thuyết phân vùng lượng vật rắn Phân loại vật liệu điện 1 2.1