Giáo trình Vật liệu điện (Nghề: Điện công nghiệp - Trình độ: Cao đẳng) - Trường CĐ Cơ điện-Xây dựng và Nông lâm Trung bộ

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN – XÂY DỰNG VÀ NÔNG LÂM TRUNG BỘ GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU ĐIỆN NGHỀ : ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ : CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số 77/QĐ-CĐTB-ĐT ngày 19 tháng 01 năm 2021 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cơ điện – Xây dựng Nông lâm Trung Năm 2021 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên 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 Bản quyền thuộc Khoa Điện –điện tử trường Cao đẳng CĐ- XD- & NLTB Mọi chi tiết xin liên hệ khoa Điện- điện tử ĐT: Email: khoad.dientu@gmail.com CHƢƠNG I 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 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 1.1 Khái niệm vật liệu điện 1.1.1 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 1.1.2 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 ngun tử Bor, ngun 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 không mang điện tích cịn prơton có điện tích dƣơng với số lƣợng Zq Trong đó: Z: số lƣợng điện tử nguyên tử đồng thời số thứ tự ngun tố bảng tuần hồn Menđêlêép q: điện tích điện tử e (qe=1,601.10 27 -19 culơng) Prơton có khối lƣợng 1,67.10 -31 - kg, êlêctron (e) có khối lƣợng 9,1.10 kg Ở trạng thái bình thƣờng, ngun tử đƣợc trung hịa điện, tức ngun tử có tổng điện tích dƣơng hạt nhân tổng điện tích âm điện tử Nếu lý đó, nguyên 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 Để có khái niệm lƣợng điện tử, ta xét nguyên tử hiđrô, nguyên tử đƣợc cấu tạo từ prôton điện tử Khi điện tử chuyển động quỹ đạo trịn bán kính r xung quanh hạt nhân điện tử chịu lực hút f1 hạt nhân đƣợc xác định công thức sau: f  q2 r2 (1.1) Lực hút f1 đƣợc cân lực ly tâm chuyển động f2, thức sau: f  f2 đƣợc xác định công mv 2 (1.2) Trong đó: - m: khối lƣợng điện tử - v: tốc độ chuyển động điện tử Từ (1.1) (1.2) ta có: f1 = f2 hay là: mv  q2 r Trong trình chuyển động điện tử có điện năng: q U   r 2 (1.3) mv T , nên lƣợng điện tử bằng: WTU q r (1.4) Biểu thức (1.4) chứng tỏ điện tử nguyên tử có mức lƣợng định, lƣợng tỉ lệ nghịch với bán kính quỹ đạo chuyển động điện tử Để di chuyển điện tử từ quỹ đạo chuyển động bán kính r xa vơ ta cần phải cung cấp thêm cho lƣợng lớn q2 2r Năng lƣợng tối thiểu cung cấp cho điện tử để điện tử tách rời khỏi nguyên tử trở thành điện tử tự ngƣời ta gọi lƣợng ion hóa (Wi), bị ion hóa (bị điện tử), nguyên tử trở thành ion dƣơng Q trình biến ngun tử trung hịa thành ion dƣơng điện tử tự gọi trình ion hóa Trong nguyên tử, lƣợng ion hóa lớp điện tử khác khác nhau, điện tử hóa trị ngồi có mức lƣợng ion hóa thấp chúng xa hạt nhân Khi điện tử nhận đƣợc lƣợng nhỏ lƣợng ion hóa chúng bị kích thích di chuyển từ mức lƣợng sang mức lƣợng khác, song chúng ln có xu trở vị trí ban đầu Phần lƣợng cung cấp để kích thích nguyên tử đƣợc trả lại dƣới dạng lƣơng quang học (quang năng) Trong thực tế ion hóa lƣơng kích thích ngun tử nhận đƣợc từ nhiều nguồn lƣợng khác nhƣ: nhiệt năng, quang năng, điện năng, lƣợng tia song ngắn nhƣ tia:,, hay tia Rơghen v.v 1.1.3 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: 1.1.3.1 Liên kết đồng hóa trị Liên kết đồng hóa trị đƣợc đặc trƣng dùng chung điện tử nguyên tử phân tử Khi mật độ đám mây điện tử hạt nhân trở thành bão hòa, liên kết phân tử bền vững Tùy thuộc vào cấu trúc đối xứng hay không đối xứng mà phân tử liên kêt đồng hóa trị trung tính hay lƣỡng cực - Phân tử có trọng tâm điện tích dƣơng âm trùng phân tử trung tính Các chất đƣợc tạo nên từ phân tử trung tính gọi chất trung tính - Phân tử có trọng tâm điện tích dƣơng điện tích âm khơng trùng nhau, cách khoảng cách „‟a‟‟ gọi phân tử cực tính hay cịn gọi lƣỡng cực Phân tử cực tính đặc trƣng mơ men lƣỡng cực m = q.a Dựa vào trị số mô men lƣỡng cực phân tử ngƣời ta chia thành chất cực tính yếu cực tính mạnh Những chất đƣợc cấu tạo phân tử cực tính gọi chất cực tính Liên kết đồng hóa trị cịn thấy chất rắn vơ có mạng tinh thể cấu tạo từ nguyên tử 1.1.3.2 Liên kết ion Liên kết ion đƣợc xác lập lực hút ion dƣơng ion âm phân tử Liên kết ion liên kết bền vững Do vậy, vật rắn có cấu tạo ion đặc trƣng độ bền học nhiệt độ nóng chảy cao Ví dụ muối halơgen kim loại kiềm Khả tạo nên chất hợp chất mạng khơng gian phụ thuộc chủ yếu vào kích thƣớc ngun tử hình dáng lớp điện tử 1.1.3.3 Liên kết kim loại Dạng liên kết tạo nên tinh thể vật rắn Kim loại đƣợc xem nhƣ hệ thống cấu tạo từ ion dƣơng nằm môi trƣờng điện tử tự Lực hút ion dƣơng điện tử tạo nên tính nguyên khối kim loại Chính liên kết kim loại liên kết bền vững, kim loại có độ bền học nhiệt độ nóng chảy cao Sự tồn điện tử tự làm cho kim loại có tính ánh kim tính dẫn điện, dẫn nhiệt cao Tính dẻo kim loại đƣợc giải thích dịch chuyển trƣợt lớp ion, kim loại dễ cán, kéo thành lớp mỏng 1.1.3.4 Liên kết Vandec – Vanx Liên kết dạng liên kết yếu, cấu trúc mạng tinh thể phân tử không vững Do liên kết phân tử liên kết Vandec - Vanx có nhiệt độ nóng chảy có độ bền thấp 1.1.3.5 Khuyết tật cấu tạo vật rắn Các tinh thể vật rắn có cấu tạo đồng Sự phá hủy kết cấu đồng tạo nên khuyết tật vật rắn thƣờng gặp nhiều thực tế Những khuyết tật đƣợc tạo nên ngẫu nhiên hay cố ý trình chế tạo vật liệu Khuyết tật vật rắn tƣợng phá vỡ tính chất chu kỳ trƣờng tĩnh điện mạng tinh thể nhƣ: phá vỡ thành phần hợp thức; có mặt tạp chất lạ; áp lực học; lƣợng tử giao động đàn hồi, lỗ xốp v.v Khuyết tật làm thay đổi đặc tính học, lý học, hóa học tính chất điện vật liệu Khuyết tật tạo nên tính đặc biệt tốt làm cho tính chất vật liệu 1.1.3.6 Lý thuyết phân vùng lƣợng vật rắn Có thể sử dụng lý thuyết phân vùng lƣợng để giải thích, phân loại vật liệu thành nhóm vật liệu dẫn điện, cách điện vật liệu bán dẫn Khi ngun tử trạng thái bình thƣờng khơng bị kích thích, số mức lƣợng đƣợc điện tử lấp đầy, mức lƣợng khác điện tử có mặt nguyên tử nhận đƣợc lƣợng từ bên tác động (trạng thái kích thích) Ngun tử ln có xu hƣớng quay trạng thái ổn định Khi điện tử chuyển từ mức lƣợng kích thích sang mức lƣợng nguyên tử nhỏ nhất, nguyên tử phát phần lƣợng dƣ thừa Do khơng có lƣợng chuyển động nhiệt nên vùng lƣợng bình thƣờng nguyên tử vị trí thấp đƣợc gọi vùng hóa trị hay cịn gọi vùng điền đầy (ở K điện tử hóa trị nguyên tử lấp đầy vùng này) Những điện tử tự có mức lƣợng hoạt tính cao hơn, dải lƣợng chúng tập hợp thành vùng điện dẫn (phần sơ đồ phân bố vùng lƣợng hình ??? sau) 1.2 Phân loại vật liệu điện 1.2.1 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 1.2.2 Vật liệu dẫn điện: Vật liệu dẫn điện chất có vùng tự nằm sát với vùng điền đầy, chí chồng lên vùng đầy (W 0,2eV) Vật liệu dẫn điện có số lƣợng điện tử tự lớn; nhiệt độ bình thƣờng điện tử hóa trị vùng điền đầy chuyển sang vùng tự dễ dàng, dƣới tác dụng lực điện trƣờng điện tử tham gia vào dịng địên dẫn Chính vật dẫn có tính dẫn điện tốt 1.2.3 Vật liệu bán dẫn: Vật liệu bán dẫn chất có vùng cấm hẹp so với vật liệu cách điện, vùng thay đổi nhờ tác động lƣợng từ bên Chiều rộng vùng cấm chất bán dẫn bé (W = 0,2 1,5eV), nhiệt độ bình thƣờng số điện tử hóa trị vùng điền đầy đƣợc tiếp sức chuyển động nhiệt di chuyển tới vùng tự để tham gia vào dịng địên dẫn 1.2.4 Điện mơi (vật liệu cách điện): Điện mơi chất có vùng cấm lớn đến mức điều kiện bình thƣờng dẫn điện điện tử không xẩy Các điện tử hóa trị đƣợc cung cấp thêm lƣợng chuyển động nhiệt di chuyển tới vùng tự để tham gia vào dòng địên dẫn Chiều rộng vùng cấm vật liệu cách điện (W = 1,5 2eV) 1.2.5 Phân loại vật liệu điện theo từ tính: Theo từ tính ngƣời ta chia vật liệu thành: nghịch từ, thuận từ dẫn từ 1.2.5.1 Vật liệu nghịch từ vật liệu có độ từ thẩm khơng phụ thuộc vào từ trƣờng bên ngồi Loại gồm có: hydrơ, khí hiếm, đa số hợp chất hữu cơ, muối mỏ kim loại nhƣ: đồng, kẽm, bạc, vàng, thủy ngân, gali, antimoan 1.2.5.2 Vật liệu thuận từ vật liệu có độ từ thẩm không phụ thuộc vào từ trƣờng bên ngồi Loại gồm có: oxy, oxit nitơ, muối đất hiếm, muối sắt, muối côban niken, kim loại kiềm, nhôm bạch kim Vật liệu thuận từ nghịch từ có độ từ thẩm xấp xỉ 1.2.5.3 Vật liệu dẫn từ vật liệu có độ từ thẩm phụ thuộc vào từ trƣờng bên ngồi Loại gồm có: sắt, cơban, niken hợp kim chúng: hợp kim crôm mangan, gađơlơnít, pherit có thành phần khác Ngồi ta phân loại vật liệu điện: + Theo cơng dụng: có vật liệu dẫn điện, vật liệu cách điện, vật liệu dẫn từ vật liệu bán dẫn + Theo nguồn gốc: có vật liệu vô vật liệu hữu + Theo trạng thái vật thể: có vật liệu thể rắn, thể lỏng vật liệu thể khí CÂU HỎI ƠN TẬP 1.1 Trình bày cấu tạo nguyên tử, phân tử vật liệu? 1.2 Trình bày mối liên kết vật liệu? So sánh đặc điểm mối liên kết đó? 1.3 Thế gọi khuyết tật cấu tạo vật rắn khuyết tật ảnh hƣởng nhƣ tới tính chất vật rắn? 1.4 Trình bày lý thuyết phân vùng lƣợng vật rắn? Nêu cách phân loại vật liệu theo lý thuết phân vùng lƣợng? 1.5 Vật liệu điện đƣợc phân loại nhƣ nào? trình bày cách phân loại đó? Câu hỏi trắc nghiệm lựa chọn Đọc kỹ câu hỏi, chọn ý trả lời tơ đen vào thích hợp cột bên Nội dung câu hỏi TT 1.6 Vật liệu điện bao gồm loại vật liệu dùng để: a Chế tạo dây dẫn điện b Chế tạo dây quấn máy điện a b c d □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? c Chế tạo máy điện, khí cụ điện, dây dẫn phụ kiện đƣờng dây d 1.7 Dùng để chế tạo mạch từ máy điện, khí cụ điện Vật liệu nghịch từ vật liệu có độ từ thẩm: a. khơng phụ thuộc vào từ trƣờng bên ngồi b. phụ thuộc vào từ trƣờng bên c. khơng phụ thuộc vào từ trƣờng bên ngồi d. phụ thuộc vào từ trƣờng bên 1.8 Theo nguồn gốc, vật liệu điện đƣợc chia làm loại: a Vật liệu thể rắn, thể lỏng vật liệu thể khí b Vật liệu vơ vật liệu hữu c Vật liệu dẫn điện, vật liệu cáh điện, vật liệu dẫn từ d Kim loại hợp kim chúng 1.9 Theo lý thuyết phân vùng lƣợng, vật liệu dẫn điện chất có vùng cấm: a Nằm chồng lên vùng đầy ( khơng có vùng cấm) a Rất lớn (W = 1,5 2eV) c Chiều rộng vùng cấm (W = 0,2 1,5eV) d Không xác định đƣợc 1.10 Theo lý thuyết phân vùng lƣợng, vật liệu cách điện chất có vùng cấm : a Nằm chồng lên vùng đầy ( khơng có vùng cấm) b Rất lớn (W = 1,5 2eV) c Chiều rộng vùng cấm (W = 0,2 1,5eV) d Không xác định đƣợc 1.11 Tất loại vật liệu đƣợc cấu tạo từ: □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? e Những hạt nhân mang điện tích dƣơng f Những hạt prôton nơtron g Những hạt nhân mang điện tích dƣơng điện tử h Những nguyên tử phân tử 1.12 Vật liệu điện đƣợc chia thành nhóm lớn nhƣ sau: a Vật liệu dẫn điện, vật liệu cách điện b Vật liệu dẫn từ, vật liệu dẫn điện, vật liệu cách điện c Vật liệu cách điện,vật liệu dẫn từ 1.13 Theo mơ hình nguyên tử Bor, nguyên tử đƣợc cấu tạo bởi: i Hạt nhân mang điện tích dƣơng điện tử mang điện tích âm j Hạt nhân mang điện tích dƣơng hạt prơton k Hạt nhân mang điện tích dƣơng nơtron l Các hạt prơton nơtron 1.14 Theo lý thuyết phân vùng lƣợng để giải thích, phân loại vật liệu thành nhóm vật liệu: a Dẫn điện, cách điện b Dẫn điện, cách điện vật liệu bán dẫn c Dẫn điện, vật liệu bán dẫn, dãn từ d Dẫn điện, cách điện, dãn từ 1.15 Điện mơi chất có vùng cấm lớn đến mức điều kiện bình thƣờng dẫn điện điện tử: a Khơng xác định đƣợc b Có xẩy nhƣng yếu c Xẩy mạnh d Không xẩy 1.16 Liên kết Vandec – Vanx dạng liên kết: a Bền vững b Rất bền vững c Yếu d Không xác định đƣợc 1.17 Liên kết đồng hóa trị dạng liên kết: c Pécmaloi, Alusife, Alunisi d Pécmaloi, Alusife, Alunị 4.27 Các vật liệu sắt từ mềm bao gồm: □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? a Pécmaloi, Alusife, sắt kỹ thuật, thép silíc b Alusife, sắt kỹ thuật, thép silíc c Pécmaloi, sắt kỹ thuật, thép silíc d Sắt kỹ thuật, thép silíc 4.28 Các vật liệu sắt từ cứng bao gồm: a Thép hợp kim hoá, Các nam châm dạng bột b Các hợp kim từ cứng, Alunico, Alusife c Thép hợp kim hoá, Các nam châm dạng bột, Các hợp kim từ cứng d Thép hợp kim hố, nam châm dạng bột, pécmaloị 4.29 Trong hình (1) đƣờng cong từ hoá số đƣờng cong từ hoá của: a Sắt đặc biệt tinh khiết b Sắt kỹ thuật tinh khiết (99,92%Fe) c Sắt tinh khiết (99,98%Fe) d Hợp kim sắt – Niken (26%) 4.3 Trong ký hiệu thép kỹ thuật điện đƣợc ký hiệu chữ số, số thứ chỉ: a Đặc trƣng cho tính chất điện từ thép b Chỉ thép đƣợc cán nguội c Thép đƣợc cán nguội thớ d Chỉ hàm lƣợng gần silíc theo phần trăm 4.31 Thép kỹ thuật điện đƣợc ký hiệu chữ số, số thứ hai chỉ: a Đặc trƣng cho tính chất điện từ thép b Chỉ thép đƣợc cán nguội c Thép đƣợc cán nguội thớ d Chỉ hàm lƣợng gần silíc theo phần trăm 111 4.32 Vật liệu sắt từ có loại sau: □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? □? a Vật liệu sắt từ mềm, vật liệu sắt từ cứng, b Vật liệu sắt từ mềm, vật liệu sắt từ cứng vật liệu có cơng dụng từ đặc biệt c Vật liệu sắt từ mềm, vật liệu có cơng dụng từ đặc biệt d Vật liệu sắt từ cứng, vật liệu có cơng dụng từ đặc biệt, Vật liệu sắt từ mềm 4.33 Theo công nghệ chế tạo thép kỹ thuật điện có loại: a Sắt kỹ thuật, thép silíc b Thép đẳng hƣớng c Thép cán nóng thép cán nguội d Thép vơ hƣớng 4.34 Một hợp kim có hàm lƣợng (40-50)% Nikel số phần trăm lại sắt tạp chất có tên gọi là: a Pécmaloi b Alusife c Pécmaloi loại nhiều niken d Pécmaloi loại niken 4.35 Các hợp kim có độ từ thẩm phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ đƣợc gọi là: a Vật liệu sắt từ mềm b Pécmaloi loại nhiều niken c Vật liệu có cơng dụng từ đặc biệt d Sắt kỹ thuật tinh khiết (99,92%Fe) 4.36 Để truyền tải đƣợc lƣợng từ trƣờng ta phải dùng vật liệu; Vật liệu cách điện b Vật liệu dẫn điện c Vật liệu dẫn từ d Cả a,b c saị 112 4.37 Trong ký hiệu thép kỹ thuật điện sau ký hiệu có chữ A chứng tỏ là: a Sắt kỹ thuật tinh khiết (99,92%Fe) b Thép có suất tổn hao lớn c Thép có suất tổn hao nhỏ d Tất sai 113 □? □? □? □? THỰC HÀNH TẠI LỚP HƢỚNG DẪN THỰC TẬP: Cho học viên quan sát nhận biệt số loại vật liệu dẫn từ thƣờng dùng Cho học viên quan sát loại mơ hình đƣợc sử dụng hoc - Viết tên nêu đặc điểm công dụng loại vật liệu dẫn từ đƣợc quan sát - Liệt kê đƣợc loại vật liệu dẫn từ đƣợc sử dụng mơ hình quan sát đƣợc nêu nhận xét xem ngƣời ta sử dụng loại vật liệu sử dụng nhƣ phù hợp chƣa, có cần thiết phải thay đổi khơng ? Nếu thay đổi chọn loại vật liệu ? v.v… - Nêu tính chất đặc điểm vật liệu dẫn từ quan sát đƣợc từ mơ hình - Phân loại vật liệu đƣợc quan sát theo nhóm nhƣ: + Nhóm vật liệu dẫn từ mềm + Nhóm vật liệu dẫn từ cứng + Nhóm vật liệu dẫn từ có công dụng từ đặc biệt.v.v… - Xác định hƣ hỏng, cho biết nguyên nhân gây hƣ hỏng - Sửa chữa, thay vật liệu hƣ hỏng thiết bị Làm tập lớp Gợi ý cho học viên làm tập theo giáo trình từ 4.1 đến 4.3 114 TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP ĐÁP ÁN BÀI Câu hỏi trắc nghiệm lựa chọn Ơ tơ đen đáp án TT Nội dung câu hỏi a b c d Vật liệu điện bao gồm loại vật liệu dùng để: □? □? ■? □? 1.7 Vật liệu nghịch từ vật liệu có độ từ thẩm: □? □? ■? □? 1.8 Theo nguồn gốc, vật liệu điện đƣợc chia làm loại: □? ■? □? □? 1.9 Theo lý thuyết phân vùng lƣợng, vật liệu dẫn điện chất có vùng cấm: ■? □? □? □? 1.10 Theo lý thuyết phân vùng lƣợng, vật liệu cách điện chất có vùng cấm : □? ■? □? □? 1.1 Tất loại vật liệu đƣợc cấu tạo từ: □? □? □? ■? 1.12 Vật liệu điện đƣợc chia thành nhóm lớn nhƣ sau: □? ■? □? □? 1.13 Theo mơ hình ngun tử Bor, ngun tử đƣợc cấu tạo bởi: Theo lý thuyết phân vùng lƣợng để giải thích, phân loại vật liệu thành nhóm vật liệu: ■? □? □? □? □? ■? □? □? 1.15 Điện mơi chất có vùng cấm lớn đến mức điều kiện bình thƣờng dẫn điện điện tử: □? □? □? ■? 1.16 Liên kết Vandec – Vanx dạng liên kết: □? □? ■? □? 1.17 Liên kết đồng hóa trị dạng liên kết: ■? □? □? □? 1.18 Năng lƣợng ion hóa (Wi) lƣợng tối thiểu cung cấp cho điện tử để: □? □? ■? □? 1.19 Trong thực tế ion hóa lƣơng kích thích ngun tử nhận đƣợc từ nhiều nguồn lƣợng khác nhƣ: □? □? □? ■? 1.2 Phân tử đƣợc tạo nên từ nguyên tử thông qua □? □? □? ■? liên kết phân tử Trong vật chất tồn loại liên kết sau: 1.21 Vật liệu thuận từ vật liệu có độ từ thẩm: ■? □? □? □? 1.6 1.14 115 ĐÁP ÁN BÀI Bài tập Xác định điện áp đánh thủng điện áp làm việc cáctông dày 0,15 cm áp vào hai điện cực Bài giải Tra bảng 2.4:chọn: Ebđ = 10kV/mm; = 3; d = 0,15cm =1,5mm + Điện áp đánh thủng: Uđt = Ebđ d = 10.1,5 =15kV + Điện áp cho phép làm việc: U cp  U dt   15  5kV Vậy với cáctơng dày 1,5mm làm việc an tồn điện áp 5kV có điện áp đánh thủng 15 kV Bài tập Tính bề dày nhựa PVC dùng làm cách điện cho lƣới 15kV Biết nhựa PVC có Ebđ = 32,5kV/mm, giới hạn điện áp an toàn = 3,12 Giải: Ta có: Ucp = 15kV/ kV/mm; = 3,12 ;Ebđ = 32,5 kV/mm + Điện áp đánh thủng là: Uđt = Ucp x = 15 x 3,12 = 46,8 kV + Bề dày nhựa PVC là: d  U dt 46,81,44.mm Ebd 32,5 Vậy để cách điện cho lƣới có điện áp 15kV ta dùng nhựa PVC có bề dày tối thiểu là: 1,44 mm 116 Bài tập Đáp số: Uđt = 120 kV Ucp 22 kV Bài tập Đáp số: tối đa: d = 4.5mm Bài tập Đáp số: Uđt = kV Ucp 1.4 kV Bài tập Đáp số: tối đa : d = 10 mm Câu hỏi trắc nghiệm lựa chọn: ô tô đen đáp án Nội dung câu hỏi TT 2.7 Vật liệu cách điện đƣợc chia làm loại: a b c d □? □? □? ■? 2.8 Một loại vật liệu đƣợc dùng làm sơn dán cơng nghệ sản xuất micanít nhƣ việc lắp ráp sữa chữa □? ■? □? □? 2.9 Một loại vật liệu sau bị đánh thủng, có khả cách điện đƣợc phục hồi trở lại sau nhiều lần bị đánh thủng phần bị cháy bị phân hủy mặt hóa học, □? ■? □? □? ■? □? □? □? loại vật liệu là: 2.10 Một loại vật liệu đƣợc sử dụng rộng rãi kỹ thuật cách điện, loại sơn này, ngồi bitum cịn chứa dầu khơ, nhờ có dầu khơ nên màng loại sơn dễ uốn hơn, chịu ảnh hƣởng dung mơi bị hóa dẻo đốt nóng 2.11 Để sản xuất cao su tổng hợp, ngƣời ta dùng: □? □? □? ■? 2.12 Thủy tinh chất vô cơ: ■? □? □? □? 2.13 Loại sơn đƣợc dùng để tẩm chất cách điện xốp □? ■? □? □? 117 đặc biệt chất cách điện dạng xơ (giấy, bìa, vải, sợi, dây quấn máy điện thiết bị điện) đƣợc gọi là: 2.14 Các hợp chất cách điện đƣợc phân thành nhóm là: ■? □? □? □? 2.15 Một loại cao su có đặc tính cách điện thấp, nhƣng lại bền với tác dụng dầu, etxăng, ôzôn chất ôxy □? □? □? ■? 2.16 Điện trở suất phụ thuộc vào yếu tố: ■? □? □? □? 2.17 Căn vào nguồn gốc chế tạo vật liệu cách điện đƣợc chia làm loại: ■? □? □? □? 2.18 Là loại sơn nhiệt cứng có khả bám dính tốt dùng □? để dán micamít v v…Có tên gọi là: □? ■? □? 2.19 Độ bền cách điện vật liệu phụ thuộc vào: □? ■? □? □? 2.20 Xác định điện áp đánh thủng tơng dầy 0,2cm áp vào hai điện cực biết: Ebđ = 10KV/mm ; □? □? □? ■? 2.21 Điện trở suất vật liệu cách điện có giá trị: □? ■? □? □? 2.22 Giá trị điện áp đánh thủng đƣợc tính theo cơng thức: ■? □? □? □? 2.23 Một loại sơn dung dịch hòa tan rƣợu, đƣợc dùng để tẩm dán dùng rộng rãi trong việc sản xuất Hêtinắc, Téctơlít để chế tạo chất cách điện cao áp : □? □? □? ■? 2.24 Vật liệu cách điện đƣợc chia thành cấp chịu nhiệt theo thứ tự nhƣ sau: □? □? ■? □? 2.25 Khi cần chọn lựa vật liệu cách điện ngƣời ta vào: □? □? □? ■? 2.26 Vật liệu cách điện có tính chịu hồ quang cao đƣợc dùng chế tạo khung cuộn dây, màng sợi cách điện là: □? □? ■? □? 2.27 Dựa theo cách sử dụng, sơn cách điện chia thành nhóm chính: □? ■? □? □? 2.28 Vật liệu rắn, cứng có tính chống mài mòn chống ma sát cao sản phẩm đƣợc thực đúc áp □? □? □? ■? □? □? ■? □? hóa khác Đƣợc dùng làm vỏ bảo vệ cho sản phẩm cáp, làm đệm cách điện là: =3 lực là: 2.29 Phíp cách điện đƣợc dùng loại vật liệu đem ngâm dung dịch clorua kẽm, ép trải qua q trình 118 gia cơng thành vật liệu mịn nhất, vật liệu là: 2.30 Độ bền cách điện vật liệu là: □? □? ■? □? 2.31 Tính bề dầy nhựa PVC cách điện cho lƣới 15KV, □? ■? □? □? 2.32 Vécni cách điện đƣợc dùng để: □? □? □? ■? 2.33 Một loại vật liệu có đặc tính tốt, có độ suốt cao, chịu đƣợc axit kiềm Đƣợc dùng để làm cách điện cho ■? □? □? □? □? □? □? ■? Biết: = 3,12; Ebđ = 32,5KV/mm cáp điện tần số cao cáp điện lực điện áp cao làm việc mơi trƣờng ẩm vật liệu là: 2.34 Một loại nhựa giịn có màu vàng nâu có tính chất 14 15 cách điện nhƣ sau:=(10 10 ).cm, Eđt = (10 15) kV/mm có số điện môi tg phụ thuộc vào nhiệt độ là: 119 ĐÁP ÁN BÀI 3: Câu hỏi trắc nghiệm lựa chọn: ô tô đen đáp án TT Nội dung câu hỏi a b c d 3.11 Vật liệu có thành phần gồm (60% Cu+ 40%Ni) có tên gọi là: ■? □ □ □ 3.12 Một loại vật liệu thông dụng đễ làm tiếp điểm cắt có u cầu xác, có độ cứng cao, nhiệt độ nóng chảy điện dẩn suất cao, có sức bền ăn mịn loại vật liệu □ □ □ ■? □ □ ■? □ □ ■? □ □ là: 3.13 3.14 Đối với tiếp xúc cố định làm việc môi trƣờng ẩm ƣớt ngƣời ta không dùng đồng nhôm tiếp xúc với do: Hợp kim điện trở chủ yếu làm điện trở tỏa nhiệt bàn ủi, bếp điện, mỏ hàn có nhiệt độ vận hành cao 900 C có điện trở suất: 1,02mm /m (ở 20 C) hợp kim là: 3.15 Dây dẫn lƣỡng kim thép - đồng đƣợc dùng nhiều để làm: ■? □ □ □ 3.16 Hợp kim có thành phần (74% Fe+ 25% Ni + 1%Cr) có tên gọi là: □ □ ■? □ 3.17 Trong nhiệt lƣỡng kim cần lựa chọn vật liệu có hệ số giãn theo chiều dài ngƣời ta dùng: □ □ □ ■? 3.18 Hợp kim có điện trở cao, thành phần:(60% Cu+ 25% Zn + 15%Ni), có tên gọi là: □ ■? □ □ □ □ ■? □ □ □ □ ■? □ □ ■? □ □ ■? □ □ 3.23 Nhơm có độ tinh khiết cao đƣợc ký hiệu: ■? □ □ □ 3.24 Đồng hợp kim đồng với nguyên tố: □ □ □ ■? 3.25 Tính già hóa kim loại là: ■? □ □ □ 3.19 Lực ấn tiếp điểm yếu tố quan trọng ảnh hởng tới điện trở tiếp xúc tiếp điểm, lực ấn tăng điện trở tiếp xúc sẽ: 3.20 Với khoảng nhiệt độ tiếp điểm làm giảm điện trở tiếp xúc: 3.21 Đồng thau hợp kim đồng với: 3.22 Đura hợp kim nhôm với đồng, magiê mangan thuộc nhóm: 120 3.26 Ở nhiệt độ không tuyệt đối (0 K), điện trở suất kim loại tinh khiết sẽ: ■? □ □ □ 3.27 Điện dẫn suất có cơng thức tính nhƣ sau: □ □ ■? □ 3.28 Kim loại không bị tác dụng axit clohydrc, axit sunfuaric, axit sunfuarơ, fluorhydric, phosphoric amoniăc, sút, borax clo, nhƣng lại hòa tan dễ dàng axít nitơríc là: ■? □ □ □ 3.29 Khi cần lựa chọn vật liệu dẫn điện ta vào: □ □ ■? □ 3.30 Sức bền tiếp điểm bị ảnh hƣởng bởi: □ □ □ ■? 3.31 Tính điện trở dây dẫn đồng có tiết diện 0,2cm , -8 điện trở suất 1,75x10 , chiều dài 100m ■? □ □ ■ 3.32 Một dây dẫn đồng có chiều dàI 1km có điện trở □ □ □ ■? 3.33 Vật liệu dẫn điện đƣợc chia thành nhóm nhƣ sau: □ □ □ ■? 3.34 Silumin hợp kim điển hình nhóm hợp kim nhơm đúc hợp kim nhôm với: □ □ ■? □ 3.35 Vật liệu đƣợc dùng làm tiếp điểm điện cần phải thoả mãn điều kiện sau: □ □ □ ■? 3.36 Các hợp kim có ký hiệu PbTc1= 99,92%; PbTc2= 99,80%; PbTc3= 99,50% là: 3.37 Khi lựa chọn vật liệu dẫn điện ta vào đặc điểm sau đây: □ ■? □ □ ■? □ □ □ 8,7; ta đƣa dây dẫn chập đơi lại để đƣợc dây dẫn lớn có chiều dài 500m Vậy điện trở dây dẫn sau chập lại có giá trị là: 121 ĐÁP ÁN TẬP BÀI Câu hỏi trắc nghiệm lựa chọn: ô tô đen đáp án TT Nội dung câu hỏi a b c d □? ■? □? □? 4.14 Pécmaloi (permallois) hợp kim sắt với: ■? □? □? □? 4.15 Các vật liệu thƣờng có tổn hao từ trễ lớn, cƣờng độ từ trƣờng khử từ cao, độ từ thẩm nhỏ loại: □? □? □? ■? 4.16 Hợp kim Fe - Co có từ cảm bảo hòa từ cao đến 24000 gauss Điện trở hợp kim khơng lớn có hàm lƣợng cơban từ 50 đên 70%, có tên gọi là: □? □? ■? □? 4.17 Đặc điểm vật liệu sắt từ cứng là: ■? □? □? □? 4.18 Đƣờng cong khép kín đặc trƣng cho tình trạng từ hố vật liệu đƣợc gọi là: □? □? ■? □? 4.19 Hệ số từ thẩm chất sắt từ là: ■? □? □? □? 4.20 Vật liệu sắt từ đƣợc phân làm loại sau: □? □? ■? □? 4.21 Vật liệu dẫn từ đƣợc dùng để chế tạo: □? □? □? ■? 4.22 Đặc điểm vật liệu sắt từ mềm là: □? ■? □? □? 4.23 Để truyền tải đƣợc lƣợng từ trƣờng ta phải dùng vật liệu; □? □? ■? □? 4.24 Trong hình (1 ) đƣờng cong từ hoá số đƣờng cong từ hố của: □? ■? □? □? 4.25 Trong hình (1 ) đƣờng cong từ hoá số đƣờng cong từ hoá của: □? ■? □? □? 4.1 Đƣờng cong từ hố là: 4.26 Hợp kim có độ từ thẩm cao gồm loại: ■? □? □? □? 4.27 Các vật liệu sắt từ mềm bao gồm: ■? □? □? □? 4.28 Các vật liệu sắt từ cứng bao gồm: □? □? ■? □? 4.29 Trong hình (1) đƣờng cong từ hoá số đƣờng cong từ hoá của: □? □? □? ■? 122 4.30 Trong ký hiệu thép kỹ thuật điện đƣợc ký hiệu chữ số, số thứ chỉ: □? □? □? ■? 4.31 Thép kỹ thuật điện đƣợc ký hiệu chữ số, số thứ hai chỉ: ■? □? □? □? 4.32 Vật liệu sắt từ có loại sau: □? ■? □? □? 4.33 Theo công nghệ chế tạo thép kỹ thuật điện có loại: □? □? ■? □? 4.34 Một hợp kim có hàm lƣợng (40-50)% Nikel số phần trăm lại sắt tạp chất có tên gọi là: □? □? □? ■? 4.35 Các hợp kim có độ từ thẩm phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ đƣợc gọi là: □? □? ■? □? 4.36 Để truyền tải đƣợc lƣợng từ trƣờng ta phải dùng vật liệu; □? □? ■? □? 4.37 Trong ký hiệu thép kỹ thuật điện sau ký hiệu có chữ A, chứng tỏ là: □? □? ■? □? 123 CÁC THUẬT NGỮ CÁC TỪ VIẾT TẮT GDKT-DN VTEP TCVN IEC 158-1 Ủ Ram Dự án Giáo dục kỹ thuật Dạy nghề Vocational and Technical Education Project Tiêu chuẩn Việt Nam Tiêu chuẩn quốc tế (IEC: International Electrotechnical Commission) Nung thép đến nhiệt độ định, giữ nhiệt thời gian cho tổ chức bên vật liệu đƣợc đồng sau đoa làm nguội châm Ram kim loại: ram phƣơng phỏp nhiệt luyện nhằm khử ứng suất nõng cao tớnh vật liệu 124 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Xuân Phú:VẬT LIỆU ĐIỆN, NXB Khoa học Kỹ thuật, HHà Nội, 1998 Nguyễn Xuân Phú: KHÍ CỤ ĐIỆN - KẾT CẤU, SỬ DỤNG VÀ SỬA CHỮA, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội , 1998 Trần Khánh Hà: MÁY ĐIỆN 1, 2, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1997 TS Nguyễn Trọng Thắng: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VÀ TÍNH TỐN SỬA CHỮA MÁY ĐIỆN 1, 2, 3, NXB Giáo dục, Hà Nội, 1995 Nguyễn Xuân Phú (chủ biên): QUẤN DÂY, SỬ DỤNG VÀ SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ MỘT CHIỀU THÔNG DỤNG, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1997 Đặng Văn Đào: KỸ THUẬT ĐIỆN, NXB Giáo dục, Hà Nội, 1999 Nguyễn Chu Hùng - Tôn Thất Cảnh Hƣng: KỸ THUẬT ĐIỆN 1, Trƣờng đại học bách khoa TP.HCM.1995 Nguyễn Đình Thắng: GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU ĐIỆN, NXB Giáo dục, Hà Nội, 2004 125