Câu hỏi ôn tập vật liệu điện trong hệ thống điện

Câu 1: Lý thuyết phân vùng Năng lượng, dựa vào để phân loại vật liệu  Nội dung lý thuyết phân vùng lượng: -Các ngtử # có mức NL # -Khi ngtử tr.thái bt (ko bị kthích)thì 1số mức NL bị đtử lấp đầy,còn mức NL khác đtử có mặt ngtử bị kthích,các ngtử bị kthích có xu hướg trở tr.thái bt,khi trở tr.thái bthườg phát phần NL dư thừa dạng photon ásáng -Trog vật rắn,do ph.tử gần nên mức NL bị xê dịch tđộng ngtử bên cạnh tạo thành dải NL hay gọi vùng mức NL.Phân vùng NL: -Miền đầy(vùng hóa trị): có nhiều đtử, lkết đtử với hạt nhân bền vững,ứng với tr.thái không bị kthích -Miền dẫn:có nhiều đtử tự do,các ngtử có mức NL cao hơn,lkết với hnhân, dễ dàng cđộng tdụng đtrườg E (miền bị kthích) -Miền cấm: đtử tự ko có miền  Phân loại vật liệu: -Vliệu cáchđiện:là chất có miềncấm lớn đến mức đặt chất đmôi tdung đtr ko dẫn điện W ≥1,8eV -Vliệu bdẫn:có miền cấm hẹp chất cđiện 0,2eV W tượng dẫn điện Vì bên trog đmôi có phần NL chuyển thành điện => đmôi bị nóng lên => gọi htượng tổn hao đmôi -Với vliệu đmôi đk P,f,T ko đổi => đmôi có đ/a ghạn mà áp đặt vào đmôi lớn đ.áp ghạn => điện môi bị phóng điện( đmôi bị đánh thủng) đ/a gọi điện áp đánh thủng Uđt => độ bền điện điện môi(Ebđ) Khi E>Ebđ => đm bị đánh thủng Ebđ = Uđt/h h: độ dày điện môi Câu 3: Sự phân cực điện môi số điện môi  Khái niệm phân cực: -ĐN: p/c đmôi đc xđịnh cđộng có ghạn đtích ràng buộc định hướng ptử lưỡng cực tdụng lực đtrường.Khi pcực xảy ra,trên bề mặt đmôi xhiện đtích trái dấu với dấu of đcực bên -Có thể coi khối đmôi tụ điện có đtích Q Q = C.U ( C: điện dung tụ điện; U: đ/a đặt vào tụ) Q = Q0 + Q’ (Q0 : đtích tụ điện mà cực chân ko; Q’ : đtích sinh qtrình pcực đmôi)  Hằng số điện môi: -Là đặc tính qtrọng đmôi,và có ý nghĩa đbiệt với kt điện -Hằng số đmôi tương đối ε  = Q/Q0 Q: đtích tụ điện mà cực chất đmôi (Q0+Q’)/Q0=1+Q’/Q01  = mtrường cực chân ko Hằng số đmôi tuyệt đối ε0 Trong hệ SI: 0 = 1/(4..9.109) (F/m) Hệ CGSE ε0=1  không phụ thuộc vào hệ đơn vị đo, gọi số đm tương đối từ:  = Q/Q0 => Q = .Q0  C.U = .C0.U =>  =C/C0 Vậy số đmôi tương đối đmôi xđịnh = tỷ số điện dung tụ điện đmôi với điện dung tụ điện kthước khác đmôi chân ko Câu 4: Điện trường cục bên điện môi Phương trình Claudiut-Moxôtchi A / Điện trường cục bên điện môi  KN: Đtrườg cục bên đm đtrườg thực tế tđộng đến đmôi điểm bên đmôi đtrườg đc biết tổng đtrườg đtrườg đc tạo nên đtích ptử bên cạnh tđộng đến ptử xét +Nếu kcách ptử lớn,lực lkết ptử yếu E cục  Engoài (VD ckhí) +Trong chất rắn lỏng,cực tính mạnh Ecb>>Engoài R>> 100r r: bkính ptử chất đmôi     E cb  E  E  E E1 = U/S cđộ đtr ngoài; E2 cđộ đtr đtích ngòa hình cầu tđộng lên điểm O(cầu rỗng); E3 cđộ đtr đtích bên trog hình cầu tđộng lên điểm O (cầu đặc) Ptrình Claudiut-Moxôtchi: Qua tính Ecb 1điểmO trog chất đmôi trog đtr đồng (ε-1)/(ε+2)=N./3.0 (1*) N:mđộ ptử chất đmôi; :Hsố pcực đtrưng cho knăng pcực Pt (1*)để tính ε vliệu cho chất đmôi trung tính cực tính yếu, đmôi có ctrúc tinh thể đxứng -P trình đtử nhanh: enh = 40R30 (R0:bk ptử -P trình ion nhanh: inh =40(a/2)3 (a:kc ion(+) (-) E = -P trình lưỡng cực chậm: lc ch = m20/3KT m0: momen lưỡg cực; K: hsố boonzomal -Với chất pcực mạnh có momen lưỡng cực m0.pt claudiut-moxotchi với hsố pcực lưỡg cực chậm :  1 N    3  m    K T       Câu 5: Tính dẫn điện, điện dẫn điện môi  Bản chất vật lý dẫn điện vật chất: Là cdịch có hướng hạt mang điện chất đmôi đặt đtrườg  loại dđiện ,chất đmôi -Tn đo dđiện trog chất đmôi -Đườg 1: dđiện qua đmôi đặt trog đ.áp chiều -Đườg 2: I gồm tphần: + dòng rò Irò + dòng pcực Ipc I = Irò + Ipc - Ipc đặt trog U1c xhiện trog qtr độ - Ipc đặt U tồn suốt tgian đặt đ.áp - Irò dùng để đgiá knăng cách điện vliệu cách điện, xhiện suốt tgian đặt U~ U1c - Nếu Irò bé => vật liệu cách điện có knăng cách điện tốt ngược lại  Điện trở cách điện khối đmôi Rcđ -Là đlượg đtrưng cho knăng cách điện vliệu Nó đc đo = tỉ số đ/a đặt vào khối đmôi dđiện rò sinh Rcđ =U/Irò = U/(i-Σipc)=U/iro -Vì dđiện rò khó pbiệt với dòg pcực nên để xđ Rcđ ngta đo dđiện qua đmôi phút sau đặt trog đtrườg 1chiều R’cđ = U/I’ro < Rcđ thựcte ko triệt tiêu hết dòng pân cực nên I’ > Irò  Điện trở suất khối: -ĐN: Là đtrở 1khối lập phương có cạnh 1cm hình dung cắt từ khối vliệu dđiện qua mặt khối lập phương v = Rv*(S/h) [.m] Rv : đtrở khối khối đm S: dtích cực cm2 h: chiều dày khối đmôi  Điện trở suất mặt: -ĐN: Là đtrở hvuông cạnh 1cm, hdạng cắt từ bề mặt vliệu dđiện qua cạnh đối diện s = Rs*(d/l) [] Rs : đtrở mặt khối đm () d: chiều dài điện cực(cm) l: kc điện cực(cm)  Điện dẫn cách điện khối điện môi: -ĐN: Là đlg đtrưng cho knăng cho dòng rò qua xđ = nghịch đảo đtrở cách điện Gcđ = 1/Rcđ =Iro/U (-1) -Với vl rắn có loại: + điện dẫn cách điện mặt Gscđ +điện dẫn cách điện khối Gvcđ *Điện dẫn suất khối: (.cm-1)  v  v *Điện dẫn suất mặt: s s (-1) Câu 6: Công thức tính tổn hao điện môi? Hệ số tổn hao điện môi  Cthức tính tổn hao đmôi -Tổn hao đmôi phần NL sinh đmôi 1đvị tgian làm cho đmôi bị nóng lên có đtrườg tdụng -Nguồn1chiều: P=I2.R=U.I -Nguồn xoay chiều: P=UIcos=U.IR=U.Ictg =U.(U/Xc).tg =U2..C.tg Khi U,f đặt vào ko đổi P tg tỉ lệ thuận => xét tổn hao P ngta xét tg : góc tổn hao đmôi tg :tg góc tổn hao đmôi  Hệ số tổn hao đm: -Nế ssánh loại đmôi có cùg kthước với cùg kthước đcực chịu tdụng giá trị đ.áp, ta có tỷ số csuất tổn thất đmôi loại đmôi P U  C tg  C tg   1  1 P C tg  U  C tg  2 C  tg   tg   1  1 C  tg   tg  2 ’ = .tg hệ số tổn hao đmôi ε’ cho thấy cxác knăng phát nhiệt đmôi so với tgδ ε’ cho biết knăng pcực đmôi gtrị tổn hao đmôi Câu 7: dạng tổn hao điện môi Có dạng chính: + Tổn hao dòng điện rò + Tổn hao phân cực + Tổn hoa ion hóa + Tổn hao ctrúc ko đồng a/ Tổn hao đmôi Iro -Mọi vliệu tồn đtích đtử tự do,dưới tdụng đtrường đtích tự cđộng có hướng tạo thành dđiện rò, gây tổn hao tg =(1,8.1012)/(.f.) f: tsố đtrườg; : đtrở suất t° tăng tổn thất tăng Pt = P0.eαt P0 tổn hao 20oC : hệ số nhiệt Pt: tổn hao toc b/ Tổn hao phân cực -Tổn hao htượg pcực chậm gây ra,thườg thấy chất có ctạo lưỡg cực ctạo ion lviệc ko chặt chẽ -gây phá hủy nhiệt ion ptử lưỡg cực tdụng đtrườg.Sự phá hủy làm phát sinh NL tiêu tán làm đmôi bị phát nóng -Tổn hao pcực tăng theo tsố đ.áp đặt vào đmôi -Tổn hao phụ thuộc vào t°, đạt max gtrị t° định đtrưng chất đmôi c/ Tổn hao ion hóa -Xảy c.khí cđộ đtrường ko đồng nhất, trị số đ.áp> trị số đ.áp ban đầu ion hóa chất khí Pi= A.f(U-Ui)3 A: số; f: tsố đtrường U: đ.áp đặt vào; Ui: đ.áp tđiểm bđầu xảy ion hóa Ui phụ thuộc vào: loại vliệu đmôi;áp suất, nhiệt độ - xảy ion hóa => khối khí sẽ: + Hấp thu 1phần NL đtrường để ion hóa + Phát sinh nhiều đtích tự cđộng có hướg đtrường => tổn hao tăng + Trong k.khí có:02, N2, H20 02 > 03 03 + H20 + N2 -> HN03 => qtr ion hóa xảy lien tục, nồng độ axit tăng ăn mòn vật liệu d/ Tổn hao kcấu ko đồng vật liệu đmôi Loại tổn hao có nhiều ý nghĩa trog thực tế, vliệu đmôi làm cách điện trog tbị điện thườg có ctrúc ko đồng nhất.Do ctrúc đa dạng tphần đa dạng vliệu cách điện mà ko thể có cthức chung để xđ loại tổn hao này.Xét t.hợp đgiản nhất: đmôi gồm lớp nối tiếp C1 C2  vào 1 ,2 d1, d2 R1,R2  điện dẫn 1 2 , d1, d2 2.n  m  tg  .M  2.N M C R C R2 1 2 N C 2.R 2.C R C 2.R 2.C R 2 1 1 2 m R  R n C 2.R  R C 2.R 2.R 2 1 Câu 8: Tổn hao điện môi sơ đồ thay -Đặt đmôi vào trog đtrường +xảy htượng dẫnđiện=> Irò +Htượng pcực: Ipc nhanh: Ichuyển dịch (Icd) Ipc chậm : Ihấp thụ (Iht) Sơ đồ thay -Sơ đồ tđương// ( 1R//1C) nt (1R nt 1C) phải tmãn yếu tố sau + Csuất tổn hao trog sđồ phải = csuất tiêu hao đmôi Pnt = P// = P + Góc lệch pha dòng áp sđồ phải =góc lệch pha trog thực tế đmôi tsố U sơ đồ nt : Sđồ song song I R R tg  .C R  nt nt nt X U C nt U tg   R  I  C / / R / / C Từ đk tương đương s đồ, cần chuyển đổi từ nt sang // hay ngược lại tham số điện dung điện trở đc tính = công thức chuyển đổi sau: C nt C  //  tg  R //  R  1  nt  tg       Câu 9: Tổn hao đmôi mtrường lỏng, rắn, khí a/ Tổn hao trog đmôi lỏng: -Đmôi lỏng tinh khiết,trung tính cực tính yếu,tổn hao bé: tg = (1,8.1012)/(f) -Nhưng chất lỏng mà bị lẫn tạp chất: tạp chất dễ bị ply thành ion (-) ion (+) nên làm cho điện dẫn tăng => dẫn đến tg tăng - Đmôi lỏng cực tính:tùy theo nhiệt độ tsố bên tổn hao gồm tổn hao Idẫn tổn hao pcực gây nên => tổn hao lớn tổn hao lỏng trung tính.Phụ thuộc vào nhiệt đô, f, U b/ tổn hao đmôi rắn Đmôi rắn có nhiều loại, đa dạng nên trog đmôi rắn có nhiều loại tổn hao Các chất trung tính có ctrúc tinh thể đxứng tổn hao chủ yếu Idan gây Các chất cực tính, tổn hao Idan gây có tổn hao dòng pcực lưỡng cực gây nên Ngoài ra, phụ thuộc vào lượng bọt khí chứa nó, ghép chất # mà ko khít sinh pcực kcấu, tổn hao tăng.Và đmôi rắn có tổn hao phụ thuộc công nghệ gia công ctạo Chú ý ko dùng chất có cực tính mạnh tần số cao c/ Tổn hao điện môi chất khí -Đối với chất khí: mật độ ptử bé, ptử khí xa Nếu đ.áp thấp chất khí có điện dẫn bé => tổn hao chủ yếu dđiện dẫn gây nên => tổn hao bé Khi U tăng vượt Ui chất khí xảy ion hóa => tổn hao tăng mạh P = A.f.(U-Ui)3 -Với đdây tải điện ko có phóng điện vquang để giảm phóng điện vầng quang ta sdụng bpháp phân pha ddẫn (làm ảnh hưởng đến tính toán tham số) Câu 10: Nêu yêu cầu chung chất khí cách điện Trình bày dạng ion hóa chất khí a/ Yêu cầu chung chất khí cách điện -Phải khí trơ,ko tgia phản ứng hh txúc -Phải có cđộ đtrường Eđt cao: kinh tế giảm kithước vliệu, giảm chiphí nhà xưởng -Nhiệt độ hóa lỏng thấp: nhiệt độ hóa lỏng thấp nén áp suất cao -Phải rẻ, dễ kiếm -Phải có khả truyền nhiệt, làm mát tốt Tên t.p Ecd/ t° hóa lỏg hóa Ekk học kk elagaz SF6 2,5 -62o Freon CCl2F2 2,5 Tetra clorua -30° cacbon CCl4 6,3 +76o b/ Các dạng ion hóa Ptử trung hòa nhận W>Wi => ion+ + e-Ptth + e-  ion(Qtrình tạo đtích) Ion+ + e-  ptth Ion+ - e-  ptth (Qtrình tái hợp ) -2Qtrình ko có tác nhân xảy tương đương gọi qtrình ion hóa tự nhiên -Ngoài 4dạng ion hóa# + ion hóa va chạm (mv2/2)Wi + ion hóa quang: ásáng gây nên: hWi ≤(c.h)/Wi + ion hóa nhiệt: t° cao gây cđộng nhiệt lớn:(3KT)/2  Wi K: số bônzoma T: nhiệt độ tuyệt đối + ion hóa bề mặt:xảy bề mặt điện cực âm để bật điện tử trở thành e tự NL đc gây ion hóa bề mặt là: +Nung nóng bề mặt âm cực +Bắn phá bề mặt âm cực ptử có động lớn +Dùng tia sóng ngắn chiếu lên bề mặt âm cực +Bức xạ nguồn chiếu ánh sáng cường độ mạnh Phụ thuộc công thoát khối lương làm điện cực trạng thái bề mặt điện cực Tên kim loại Nhôm Đồng Sắt 10 Công thoát (eV) 1,8 3,9 3,9 Câu 11: Trình bày trình hình thành thác điện tử phóng điện điện môi khí a/ Quy luật tăng số điện tích cực -Gsử bđầu phía cực âm có đtử tự tdụng đtrường,đtử tự cdịch phía cực + trog qtrình di chuyển gây ion hóa va chạm với ptử khí trung hòa với hêsố ion hóa α Các đtử sinh lại tiếp tục dichuyển gây nên htượng ion hóa va chạm Vì số đtử sinh cực ngày nhiều -Gsử tọa độ (x) có số điện tử n ; tọa độ (x+dx) có số điện tử (n+dn) => dn = n.α.dx x   dx n e  (1) Lấy đkiện bđầu x= => n=1 + đk ban đầu x=0, n=n0 x   dx (2) nn e0 Vì α = f(E) với điện trường đồng E = const  E= const  n= n0.eαx (3) -Như qluật tăng đtích qluật hsố mũ song song với qtrình ph.sinh đtử sinh ion dương tập hợp lại thành thác đtử 11 H2 H3 -Các đtử nhỏ nhẹ độ linh hoạt lớn nên dồn tập trung đầu tháp với mật độ lớn // với ptriển đtử sinh tương tự ion dương, ion dương cđộng chậm tập trung phía đuôi tháp hình H2 -Các ion đtử tháp làm bđổi dạng đtrường ( tạo đtrường phụ) đường H3 -Qua ta thấy đầu tháp cđộ đtrường tăng vọt so với cđộ đtrường đặt vào nên dễ ion hóa phần khí tạo tháp T2, tạo nên thác điện tích b/ Quá trình hình thành môi trường plasma -Khi thác đtích ptriển tiếp cận đến điện cực đối diện trung hòa điện cực Nhưng đến điện cực bị trung hòa chưa gọi phóng điện chưa thành dòng liên thông phải có thác Do muôn có phóng điện cần đảm bảo: có nhiều thác điện tử khe hở, thác hệ sau phải sinh sau thác hệ trước bị triệt tiêu -Mỗi thác điện tử đòi hỏi có điện tử tác động ba đầu điên tử ban đầu phải sản sinh nội khe hở không khí Điều phụ thuộc vào + Áp suất chất khí ( P nhỏ ion đập vào bền mặt âm cực gây ion hóa bề mặt tạo điện tử trung hòa  tượng ion hóa bề mặt áp suất thấp + Phụ thuộc vào giảm trường đột ngột sau đầu thác làm phát sinh photon lượng lớn Các photon gây ion hóa nội thân đuôi thác làm sinh điện tích bổ trợ ho việc tạo thành điện tử gây nên gây nên tượng ion hóa quang bề mặt âm cực phát sinh điện tử tiếp -Khi phát triển đến gần điện cực đối diện toàn điện áp đặt dồn lên khe hở S’ E = U/S’ tăng vọt lên làm bứt ion dương từ cực dương theo chiều ngược lại chúng hòa nhập vào sinh tiếng nổ, lúc gọi tượng phóng điện điện cực, điện môi khí bị đánh thủng , dòng gọi dòng plasma -Tóm lại trình hình thành phóng điện xảy mật độ điện tích đủ lớn (1012/cm2) tạo thành dòng phóng điện điện cực 12 Câu 12: Trình bày đặc tính Von-Ampe dạng phóng điện điện môi khí a/ Đặc tính V-A chất khí -Vùng I: U tăng dẫn đến điện trường E tăng E = U/S F = q.E tăng theo dẫn đến v tăng => mật độ điện tích tăng lên => dòng điện tăng lên theo định luật Ohm -Vùng II: Vì số lượng điện tích có hạn, mặt khác U tăng vận tốc chuyển động điện tích lớn lại bị trung hòa hết => I không tăng đạt đến trị số bão hòa -Vùng III: U>UB => xảy trình ion hóa chất khí + Số lượng điện tử sinh ne= n0.eαx + Đồng thời sinh ion dương ni = n0.eαx -1 Vì công xuất nguồn có hạn nên điện áp phải trở điện áp tự trì Utdt Để hạn chế dòng bảo vệ thiết bị => dùng RI> b/ Các dạng phóng điện điện môi khí Tùy thuộc vào công suất nguồn, áp suất chất khí, dạng điện trường mà có nhiều dạng phóng điện khác  Phát điện tỏa sáng: -Áp dụng đền neon, đèn quảng cáo -Xảy với áp suất thấp, P thấp mật độ phân tử bé nên điện dẫn thấp  Phóng điện tia lửa -Xảy áp suất lớn, dòng plasma chiếm toàn khoảng không gian điện cực, mật độ điện tích plasma lớn không lớn bị giới hạn boiwr công suất nguồn -Áp dụng bugi xe máy, đánh lửa bếp ga  Trong phóng điện hồ quang -Tương tự phóng điện tia lửa công suất nguồn lớn, có tác dụng thời gian dài xảy áp suất cao -Áp dung: hàn, làm nóng chảy  Phóng điện vầng quang\ -Đặc biệt xảy cường độ điện trường không đồng dòng phóng điện hoàn toàn dòng plasma không nối liên điện cực 13 Câu 13: Phóng điện điện trường đồng nhất: trường đồng đặc điểm phóng điện điện trường Trình bày định luật Pasen giải thích điện áp phóng điện: 1.Phóng điện môi trường điện môi đồng -đặc điểm điện trường đồng E=const với điểm đường sức từ song song   f ( P, E ) P  const    const Phóng điện trường đồng không phụ thuộc cực tính a.Phóng điện trường đồng có áp suất thấp Khi nghiên cứu trình phóng điện lượng tử sinh trình ion hóa thác thứ phát triển toàn khoảng cực là: ne=eαS =>số lượng ion sinh ra: ni= eαS-1 Gọi γ hệ số ion hóa ion dương gây ion hóa bề mặt âm cực =>lượng điện tử sinh ra: γ.( eαS-1)1(1):điều kiện trì phóng điện -Do đầu tháp có giảm trường đột ngột làm phát sinh photon Nếu gọi +f:hệ số photon điện tử sinh +:hệ số ion hóa quang photon ion hóa bề mặt âm cực =>Lượng điện tử sinh photon:  f eαS1(2):điều kiện trì phóng điện Vì trình xảy song song=>điều kiện trì phóng điện: γ.( eαS-1)+ γ.( eαS-1)1 Vì eαS1=>điều kiện trì phóng điện viết lại: eαS(γ+ f)1  eαS γđt1  eαS1/ γđt(đt:đẳng trị) Để có phóng điện lượng điện tích phải đạt đến trị số định:  S  ln  đt  const -Thực nghiệm:α.S=(3,7-4) 14 b.Phóng điện trường đồng có áp suất cao: Khi có áp suất cao làm cho mật độ phân tử lớn ion dương sinh va chạm liên tục nên khả ion hóa bề mặt âm cực.Do để có điện tử có khả photon sinh xạ lên bề mặt âm cực  f e  S   e  S   đt  S  ln  const ( S  20)  đt 2.Định luật PASEN -Khi nghiên cứu tượng phóng điện trường đồng để có phóng điện phụ thuộc vào α.S , P E=const α =f(P,E)=> α ЄP=>Upđ Є P,S a.TH1:S=const,Upđ=f(P) Vùng I:P giảm bé làm số phần tử N giảm,quãng đường di chuyển tự γe tăng=>năng lượng tích lũy được(W) tăng Mặc dù xác suất va đập bé đồng thời α giảm=>không thể có ion hóa lớn=>để có phóng điện phải tăng U-> Upđ tăng Vùng II:P tăng lớn làm cho số phần tử N tăng=>số lần va chạm tăng ,mặc dù γe giảm=>năng lượng tích lũy được(W) giảm,đồng thời α giảm =>không có ion hóa lớn=>để có phóng điện cần tăng U=>Upđ tăng b.TH2:P=const,UpđЄ S -Khi S tăng mật độ điện tích dàn trải không tập trung,điện trường thay đổi từ đồng sang không đồng nhất.Do không tập trung điện tích nên muốn có phóng điện cần phải đủ độ tập trung điện tích( 1012 ion/cm3)Do cần tăng U để có ion hóa lớn=>Upđ tăng 15 c.Định luật PASEN  S   đt   A.P.e E  const  BP E ,A R KT ,B  AW q U S  U pđ  BPS APS ln( ) ln  đt A=8,51/cm.mmHg P=250V/cm.mmHg *Khi TN cao áp thường TN số P,nhiệt độ,độ ẩm nên trị số Upđ khác nhau.Vì phải hiệu chỉnh để so sánh với nhau(về mặt tiêu chuẩn) U pđ (t , P,  %)  U pđ  0,386.P t  273 Trong đó:+δ:hệ số hiệu chỉnh +P=760mmHg +t0=20 độ C +φ%=65% -Gọi K số hiệu chỉnh độ ẩm: U opđ  U pđ 16 K  Vùng I:PS giảm bé=>mật độ phân tử giảm,quãng đường dịch chuyển γe tăng=> lượng tích lũy được(W) tăng, α giảm=>phải tăng U để có ion hóa=>Upđ tăng Vùng II:PS tăng lớn=>mật độ phân tử tăng,quãng đường dịch chuyển γe giảm với việc α giảm > lượng tích lũy được(W) giảm, =>phải tăng U để có ion hóa=>Upđ tăng Vùng III: hút chân không Vùng IV: nén áp suất cao -Trong trình sản xuất đèn ống Neeon;P,S có trị số với đèn khác nên có quyền dao động điện áp công nghệ chế tạo: U=(Umin-U1) PS=(PS1-PS2) -Trong thiết bị điện cao áp không nên để xảy phóng điện.Chính người ta dùng hút chân không nén áp suất cao ở(III),(IV) để nâng cao Upđ.Nhưng ý gia cố vỏ thiết bị để không bị nứt hút,nén CÂU 14:Phóng điện chất khí điện trường không đồng nhất: điện trường không đồng đặc điểm phóng điện điện trường mũi nhọn -cực bản? A.Phóng điện trong chất khí điện trường không đồng nhất: Điện trường không đồng : +Gần đồng +Rất không đồng nhất(KĐN) Trong đó: k  E :là hệ số không đồng MAX ETB với ETB  U S Điện trường trung bình k  :điện trường giần đồng k  thể tính chất điện trường không đồng Với điện trường giần đồng trình phóng điện gần giống với điện trường đồng nhất.Nhưng có UPđ phụ thuộc vào kích thước hình học cực.Đặc điểm điện trường không đồng phân bố không cường độ điện trường khoảng không gian hai điện cực.Trường tăng mạnh phía điện cực có bán kính cong bé nên trình Ion hóa trình phóng điện điện cực dương hay âm Khi Ion hóa làm sinh khoảng không điện tích làm biến dạng cường độ điện trường bên có ảnh hưởng lớn đến phóng điện sau.Cho nên phóng điện môi trường không đồng phụ thuộc cực tính Dạng điển hình cho điện trường không đồng đôi cực nhọn-bản cực 17 B Đặc điểm phóng điện điện trường mũi nhọn -cực bản: 1Phóng điện vầng quang: a.Khi mũi nhọn có cực tính dương: -Khi ta nâng dần điện áp hai cực đến mức xảy tương Ion hóa mũi nhọn Khi có Emax tạo nên thác điện tích Các e tháp nhỏ ,nhẹ, độ linh hoạt lớn lại gần cực dương nên chúng bay đến cực dương trung hòa ,để lại mũi nhọn cực dương đám mây điện tích dương.Đám mây tạo điện trường phụ làm biến dạng điện trường (đường 2).Đường có giá trị max không vượt Emax Qua đường thấy gần mũi nhọn điện trường giảm làm hạn chế trình Ion hóa gây khó khăn cho việc hình thành vầng quang.Nên để trì phóng điện vầng quang liện tục ta cần tăng U lên so với gián trị Uban đầu lên giá trị Upđvq b.Khi mũi nhọn âm-bản cực dương: Khi tăng điện áp đến giá trị trước lúc Ion hóa ta có đường số Tại mũi nhọn có EMAX nên Ion hóa xảy ban đầu mũi nhọn tạo thác điện tích.Thác điện thích tạo điện trường phụ thuộc làm làm biến dạng điện trường đường 2.Qua đường ta thấy phía mũi nhọn trường tăng cường lớn EMAX nên dễ dàng Ion hóa tiếp theo.Chính để trì vầng quang liên tục ta có quyền giảm điện áp so với điện áp ban đầu đặt vào 18 .U  pđđv   U pđđv 2.Phóng điện trọc thủng: aMũi nhọn dương –bản cực âm: Khi ta tăng điện áp lên để có Ion hóa lớn tạo thành thác thứ ,3,…để kéo dài đến cực đối diện.Điện trường phụ tạo thành bới thác thứ 2,3…làm biến dạng điện trường (3),(4).Qua ta thấy điện trường phía đầu thác tăng dần so với Emax ban đầu nên dễ dàng Ion hóa tạo điều kiện dễ dàng cho phóng điện chọc thủng.Chính trường hợp mũi nhọn dương UPđct an toàn ta phải tim biện pháp để nâng cao Upđ 1.Từ định luât pasen: Upđ = f(P,S) Để nâng cao Upđ => hút chân không nén áp suất cao 2.Khi nghiên cứu phóng UpđdòngI’ > Upđkhôngđn > UpđrấtKĐN *trường hợp :mũi nhọn (+) , cực (-) ,màn chắn giấy cách điện móng lỗ thủng - thay đổi vị trí chắn tính từ phía mũi nhọn ta thấy ion hóa sinh tạo lên thác điện tử thác nhỏ,nhẹ,độ linh hoạt lớn lại gần cực dương trung hòa Các ion(+) chuyển động theo chiều điện trường.khi gạp chắn biến chắn thành điện cực dương => chắn cực âm tạo lên điện trường gần đồng 20 Thưc tế thay đổi chắn thu Upđ max S’=(25÷30)% S ( tính từ mũi nhọn) *trường hợp mũi nhọn âm,cực dương: -nếu nâng điện áp lên trước ion hóa ta co đường (1) ion hóa sinh tao lên thác điện tích điện tử thác chuyển động từ nơi có điện trường cao đến nơi có điện trường thấp nên tốc độ giảm dần chúng thường bám vào phần tử không tạo ion(-), trừ số có tốc độ cao chui qua chắn,các ion âm gặp chắn tích tụ phân bố biến chắn thành cực âm.giữa chắn cực âm tạo diện trường gần đồng đường (2) lam Upđ tăng lên Upđ max S’=(25÷30)% S Chỉ S’ >50%S Upđ giả Câu 16: a Sự phóng điện điện môi lỏng giải thích nào: Điện áp cách điện lớn nhiều so với điện áp cách điện điện môi khí phần tử điện môi lỏng gần hơn,lực liên kết lớn nhiều so với điện môi khí Việc phân tích phóng điện điện môi lỏng phức tạp chất lỏng tồn tạp chất :bụi bẩn , bọt khí… giải thích cấu phóng điện điện môi lỏng người ta dùng thuyết sau: Lý thuyết nhiệt: áp dụng cho điện môi lỏng,kĩ thuật thường chứa tạp chất,khi đặt vào điện trường gây phát nóng cục nơi chứa tạp chất làm cầu nối cho phóng điện sớm Lý thuyết Ion hóa: sử dụng với điện môi lỏng tinh khiết, giống với việc ion hóa chất khí ion hóa va chạm -> thác điện tích -> phóng điện Do N lớn -> λ bé -> w bé -> khó xảy ion hóa lớn,muốn có phóng điện cần tăng U đến : > Lý thuyết điện túy: áp dụng với chất lỏng tinh khiết.khi E tăng cao đến mức điện tử thoát khỏi bề mặt điện cực,đồng thời gây nên phân ly phân tử điện môi lỏng -> có ion hóa xảy phóng điện b số yếu tố ảnh hưởng đến Upđ điện môi lỏng: xét dầu máy biến áp + ảnh hưởng nước tạp chất : thí nghiệm nghiên cứu cho thấy tạp chất có ảnh hưởng lớn đến Epđ điện môi lỏng Nước dầu: trạng thái hòa tan (60 đến 80độ C) khó phát có mặt nước nên Upđ tăng không đáng kể trạng thái nhũ tương ( Upđ giảm đáng kể dạng lắng đọng -> tách riêng nước dầu 21 + ảnh hưởng nhiệt độ : nhiệt độ cao,sự giãn nở nhiệt độ dầu lớn,lực liên kết bị yếu làm cho Upđ giảm Vùng I: nhiệt độ âm-> nước bị đóng băng,lực liên kết băng lớn -> khó phá vỡ -> Upđ tăng Vùng II: nước từ vùng băng chuyển sang nhũ tương -> Upđ giảm Vùng III: nước hòa tan Upđ tăng + ảnh hưởng áp suất: không lẫn bọt khí Upđ không phụ thuộc vào P bị lẫn bọt khí Upđ tăng áp suất cao tăng đến giá trị có lượng bọt khí định + ảnh hưởng thời gian tác dụng điện áp Vùng I: t < 10-4 (s),thời gian phóng điện lớn,gần giống phóng điện điện áp xung, ko đủ thời gian để phân tử xoay hướng Vùng II: tuổi thọ định mức Vùng III: lão hóa,phụ thuộc số lần pđ dầu Câu 17: Nêu tượng pđ bề mặt biện pháp nâng cao pđ bề mặt cho điện môi rắn + tượng: điện môi rắn đặt môi trường khí hay dầu MBA : sứ cách điện đường dây,sứ MBA,thủy tinh cách điện… trình phóng điện men theo mặt điện môi với trị số điện áp bé nhiều so với trị số điện áp chọc thủng khe hở không khí hay dầu thân điện môi rắn.hiện tượng phổ biến cách điện thiết bị điện.cách điện đường dây cao áp,các phóng điện thường không làm hư hỏng cách điện dẫn đến cố ngắn mạch hệ thống điện,do cần hạn chế không xảy + biện pháp nâng cao: sử dụng biện pháp sau đây: tăng chiều dài dòng điện theo bề mặt,ví dụ với đường dây tải điện ko vùng bụi phải dùng loại cách điện có chiều dài phóng điện lớn so với loại thông thường tăng cường số cách điện sứ cách điệnn cải thiện phân bố trường cách đặt cực ngầm,trường tập trung đầu cực ngầm làm tăng điện áp phóng điện bề mặt vận hành để giữ cho điện môi không bị bám bụi tiến hành vệ sinh định kì phủ lên điện môi lớp men hay vật liệu cách điện khác có tính chất chống bám bụi ẩm CÂU 18: Phân loại tính chất vật liệu dẫn điện: A.phân loại Định nghĩa:Vật liệu dẫn điện vật chất mà trạng thái bình thường có điện tích tự do.Nếu đặt vật liệu vào điện trường điện tích tự chuyển động theo hướng định trường tạo thành dòng điện,người ta gọi vật liệu có tính chất dẫn điện Thông thường vật liệu dẫn điện thể rắn kim loại hợp kim ,chất lỏng:như Hg,và số điều kiện thích hợp chất khí: -thể rắn Cu,Al,Fe -Thể lỏng:Hg -thể khí:Là tất cae khí đặt cường độ trường vượt trị số giới hạn chúng.Nhiệt độ lớn 5000 độ c 2.phân loại: Vật liệu dẫn điện chia thành hai loại: -Vật liệu dẫn điện tử,hay vật dẫn loại 1(vật dẫn kim loại) -vật liệu dẫn Ion hay vật dẫn loại 2(vật dẫn điện phân) 2.1 vật dẫn với tính dẫn điện tử 22 Là vật chất mà hoạt động điện tích không làm biến đổi thực thể làm nên vật liệu đó.Bao gồm kim loại trạng thái rắn hay lỏng,hợp lim số chất kim loại than Vật dẫn kim loại chia thành hai loại:loại có điện dẫn cao loại có điện trở cao.Kim loại có điện dẫn cao dùng làm dây dẫn điện,cáp điện,dây quấy máy biến áp,máy điện…Các kim loại lợp kim có điện trở cao dùng dụng cụ đốt nóng điện đèn thấp sáng,biến trở,điện trở mẫu… 2.2 Vật dẫn với tính dẫn Ion: Là vật chất mà dòng điện qua tạo nên biến đổi hóa học,bao gồm dạng:dung dich axit,kiềm muôi.Cơ cấu dẫn điện loại sư chuyển dịch phần tử mang điện(Ion) tác dũng lực điện trường thành phần dung dịch thay đổi điện cực xuất sản phẩm điện phân.Các tinh thể Ion tranng thái lỏng thuộc vật dẫn loại Tất chất khí hơi,kể kim loại ,nếu cường độ điện trường thấp,sẽ vật dẫn(cách điện).nhưng cường độ điện trường vượt giá trị giới hạn đủ gây Ion hóa quang Ion hóa va chạm chất khí trở thành vật dẫn có điện dẫn Ion điện tử.Khi bị ion hóa mạnh có số điện tử Ion dương sinh đơn vị thẻ tích môi trường dẫn điện đặc biệt gọi plasma B.Các tính chất vật liệu dẫn điện: 1điện trở R điện dẫn G: -ĐIỆN trở quan hệ hiệu điện không đổi đặt hai đầu dây dẫn cường độ dòng chiều tạo nên dây dẫn tính theo công thức : l R     ; G  1 S R Trong :R điện trở (  ),  điện trở suất(  *m) L chiều dài dây dẫn(m),S thiết diện dậy dẫn (m2) 2.điện trở suất  ,điện dẫn xuất γ Điện trở xuất điệ trở dây dẫn có chiều dài đợn vị chieetf dài tiết diện đơn vị diện tích (  *m) Điện dẫn xuất đại lượng nghịch đảo điện trở xuất  =1/ γ 3Hiệu điện tiếp xúc sức nhiệt điện động tiếp giáp hai kim loại khác với chúng sinh hiệu điện gọi hiệu điện tiếp xúc n KT U tx U AB  U A  U B ( A   B )   ln A e n0 B Trong đó: UA, UB điện tiếp xúc dẫn kim loại A B K:1,38* 10-23(J/đô- số) T nhiệt độ tiếp xúc ,e=1,6*10-19(c) N0A,n0B mật độ điện tích kim loại A B 23 CÂU 19: Nêu ưu,nhược điểm số vật liệu có điện dẫn cao ứng dụng chúng kỹ thuật (đồng, nhôm, sắt) 1.ĐỒNG: *Ưu điểm: -Là vật liệu quan trọng tất vật liệu dẫn điện dùng kĩ thuật điện -Điện dẫn suất lớn(điện trở suất nhỏ ρ=0,0172 Ω.m) đứng sau Ag -Sức bền khí lớn chống ăn mòn khí -Tính đàn hồi cao,đặc biệt tính dẫn điện cao làm Cu trở thành vật liệu quan trọng để sản xuất thiết bị điện *Nhược điểm: -Khó chế tạo Cu tinh khiết đòi hỏi công nghệ cao -Cu tìm thấy thiên nhiên không nhiều chủ yếu lấy mỏ quặng như:Cu2S,CuS,3Cu2SFe2S3 -Giá thành cao 2.NHÔM: *Ưu điểm: -Dễ dát mỏng gia công dễ dàng sử dụng nhiều kĩ thuật điện đứng thứ sau Cu -Al có điện dẫn suất cao,dẫn điện tốt nên dùng làm dây dẫn điện -Khi tải điện áp cao dây dẫn thép-Nhôm giúp tổn thất truyền tải giảm,thông qua hiệu ứng mặt bề mặt dây dẫn *Nhược điểm: -Al kim loại có sức bền khí tương đối bé gặp khó khăn việc thực tiếp xúc điện tốt nối với -Không sử dụng trạng thái tinh khiết co nhiều đúc,tính chất bị giới hạn -Các dây dẫn thép-Nhôm có nhược điểm bị cứng,phần thép phần Nhôm phải cố định riêng lẻ hệ số giãn nở nhiệt khác Nhôm thép 3.SẮT *Ưu điểm: -Fe kim loại quan trọng để sản xuất thép hay gang -Hợp kim Fe-thép ứng dụng quan trọng nhiều ngành công nghiệp:cơ khí,xây dựng,điện -Dây dẫn làm thép dùng để truyền tải công suất lớn dùng làm dây dẫn dạng góp -Hợp kim Fe-thép có độ bền khí gấp 2-2,5 lần so với Cu,điện trở suất gấp 7-8 lần so với Cu dùng đê làm dây dẫn cho cột lớn để vượt sông,núi *Nhược điểm: -Rất nhiều dạng Fe tinh khiết thu thông qua điện phân,nhưng thực tế không sử dụng kĩ thuật 24 MỤC LỤC Câu 1: Lý thuyết phân vùng Năng lượng, dựa vào để phân loại vật liệu Câu 2: Những tượng chung đặt điện môi điện trường Câu 3: Sự phân cực điện môi số điện môi Câu 4: Điện trường cục bên điện môi Phương trình ClaudiutMoxôtchi Câu 5: Tính dẫn điện, điện dẫn điện môi Câu 6: Công thức tính tổn hao điện môi? Hệ số tổn hao điện môi Câu 7: dạng tổn hao điện môi Câu 8: Tổn hao điện môi sơ đồ thay Câu 9: Tổn hao đmôi mtrường lỏng, rắn, khí Câu 10: Nêu yêu cầu chung chất khí cách điện Trình bày dạng ion hóa chất khí 10 Câu 11: Trình bày trình hình thành thác điện tử phóng điện điện môi khí 11 Câu 12: Trình bày đặc tính Von-Ampe dạng phóng điện điện môi khí 13 Câu 13: Phóng điện điện trường đồng nhất: trường đồng đặc điểm phóng điện điện trường Trình bày định luật Pasen giải thích điện áp phóng điện: 14 CÂU 14:Phóng điện chất khí điện trường không đồng nhất: điện trường không đồng đặc điểm phóng điện điện trường mũi nhọn -cực bản? 17 Câu 15: Biện pháp nâng cao điện áp điện môi khí 20 Câu 16: a Sự phóng điện điện môi lỏng giải thích nào: 21 Câu 17: Nêu tượng pđ bề mặt biện pháp nâng cao pđ bề mặt cho điện môi rắn 22 CÂU 18: Phân loại tính chất vật liệu dẫn điện: 22 CÂU 19: Nêu ưu,nhược điểm số vật liệu có điện dẫn cao ứng dụng chúng kỹ thuật (đồng, nhôm, sắt) 24 25 [...]... CÂU 14:Phóng điện trong chất khí trong điện trường rất không đồng nhất: điện trường rất không đồng nhất và đặc điểm của phóng điện trong điện trường mũi nhọn -cực bản? A.Phóng điện trong trong chất khí điện trường rất không đồng nhất: Điện trường không đồng nhất : +Gần đồng nhất +Rất không đồng nhất(KĐN) Trong đó: k  E :là hệ số không đồng nhất MAX ETB với ETB  U S Điện trường trung bình k  2 :điện. .. thác điện tử và sự phóng điện trong điện môi khí 11 Câu 12: Trình bày đặc tính Von-Ampe và các dạng phóng điện trong điện môi khí 13 Câu 13: Phóng điện trong điện trường đồng nhất: trường đồng nhất và đặc điểm của phóng điện trong điện trường này Trình bày định luật Pasen và giải thích điện áp phóng điện: 14 CÂU 14:Phóng điện trong chất khí trong điện trường rất không... các khí đặt trong cường độ trường vượt quá trị số giới hạn của chúng.Nhiệt độ lớn hơn 5000 độ c 2.phân loại: Vật liệu dẫn điện chia thành hai loại: -Vật liệu dẫn điện tử,hay vật dẫn loại 1 (vật dẫn kim loại) -vật liệu dẫn Ion hay vật dẫn loại 2 (vật dẫn điện phân) 2.1 vật dẫn với tính dẫn điện tử 22 Là vật chất mà sự hoạt động của các điện tích không làm biến đổi thực thể đã làm nên vật liệu đó.Bao gồm... vượt sông,núi *Nhược điểm: -Rất nhiều dạng Fe tinh khiết thu được thông qua điện phân,nhưng thực tế không được sử dụng trong kĩ thuật 24 MỤC LỤC Câu 1: Lý thuyết phân vùng Năng lượng, dựa vào đó để phân loại vật liệu 1 Câu 2: Những hiện tượng chung khi đặt điện môi và trong điện trường 2 Câu 3: Sự phân cực điện môi và hằng số điện môi 2 Câu 4: Điện trường cục bộ bên trong điện môi... 3 Câu 5: Tính dẫn điện, điện dẫn của điện môi 4 Câu 6: Công thức tính tổn hao điện môi? Hệ số tổn hao điện môi 5 Câu 7: các dạng tổn hao điện môi 6 Câu 8: Tổn hao điện môi trong sơ đồ thay thế 7 Câu 9: Tổn hao đmôi mtrường lỏng, rắn, khí 9 Câu 10: Nêu những yêu cầu chung đối với chất khí cách điện Trình bày các dạng ion hóa trong chất khí 10 Câu 11: Trình... loại 1 Định nghĩa :Vật liệu dẫn điện là vật chất mà ở trạng thái bình thường có các điện tích tự do.Nếu đặt những vật liệu này vào trong một điện trường các điện tích tự do sẽ chuyển động theo hướng nhất định của trường và tạo thành dòng điện, người ta gọi vật liệu có tính chất dẫn điện Thông thường vật liệu dẫn điện ở thể rắn có thể là kim loại và các hợp kim ,chất lỏng:như Hg,và trong một số điều kiện... cường độ điện trường không đồng nhất dòng phóng điện này trong hoàn toàn vì dòng plasma không nối liên 2 điện cực 13 Câu 13: Phóng điện trong điện trường đồng nhất: trường đồng nhất và đặc điểm của phóng điện trong điện trường này Trình bày định luật Pasen và giải thích điện áp phóng điện: 1.Phóng điện trong môi trường điện môi đồng nhất -đặc điểm của điện trường đồng nhất E=const với mọi điểm các đường... B 23 CÂU 19: Nêu các ưu,nhược điểm của một số vật liệu có điện dẫn cao và ứng dụng của chúng trong kỹ thuật (đồng, nhôm, sắt) 1.ĐỒNG: *Ưu điểm: -Là vật liệu quan trọng nhất trong tất cả vật liệu dẫn điện được dùng trong kĩ thuật điện -Điện dẫn suất lớn (điện trở suất nhỏ ρ=0,0172 Ω.m) chỉ đứng sau Ag -Sức bền cơ khí lớn chống được sự ăn mòn của khí quyển -Tính đàn hồi cao,đặc biệt là tính dẫn điện cao... phóng điện thường không làm hư hỏng cách điện nhưng có thể dẫn đến các sự cố ngắn mạch trong hệ thống điện, do đó cần hạn chế không xảy ra + biện pháp nâng cao: sử dụng các biện pháp sau đây: tăng chiều dài dòng điện theo bề mặt,ví dụ với các đường dây tải điện trên ko trong các vùng bụi phải dùng loại cách điện có chiều dài phóng điện lớn hơn so với loại thông thường hoặc tăng cường số cách điện trong. .. trường rất không đồng nhất: điện trường rất không đồng nhất và đặc điểm của phóng điện trong điện trường mũi nhọn -cực bản? 17 Câu 15: Biện pháp nâng cao điện áp trong điện môi khí 20 Câu 16: a Sự phóng điện trong điện môi lỏng được giải thích như thế nào: 21 Câu 17: Nêu hiện tượng pđ bề mặt và biện pháp nâng cao pđ bề mặt cho điện môi rắn 22 CÂU 18: Phân loại và các