ĐỀ THI VẬT LIỆU ĐIỆN

0,25 b.Tính chất hoá học: Tính chất hoá học của kim loại và hợp kim biểu thị ở hai dạng chủ yếu : - Tính chống ăn mòn: là khả năng chống lại sự ăn mòn của hơi nước hay oxi 0,25 hoá củ

BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỀ THI HỌC KỲ (ĐỀ SỐ 01) MÔN: VẬT LIỆU ĐIỆN LỚP: CĐN ĐCN 14

Mã đề thi: VLĐ31511 Ngày thi: 15/03 /2015 Thời gian: 90 phút (Không kể thời gian phát đề thi)

(Sinh viên không tham khảo tài liệu)

Câu 1: (2 điểm)

Trình bày tính chất vật lý, tính chất hóa học của kim loại và hợp kim

Câu 2: (2 điểm)

Vật liệu từ là gì? Trình bày phân loại vật liệu từ theo hệ số từ thẩm và từ tính của vật

chất (chất thuận từ, nghịch từ và dẫn từ)

Câu 3: (3 điểm)

Trình bày các đặc điểm cơ bản, hằng số vật lý (nhiệt độ nóng chảy, trọng lượng riêng

ở 20o

C) và ứng dụng của Đồng

Câu 4: (1,5 điểm)

Trình bày đặc điểm của vật liệu bán dẫn so với vật liệu dẫn điện, vật liệu cách điện

Câu 5: (1,5 điểm)

Một vật liệu có điện trở suất 1,68.10-6.mm2/cm, ở nhiệt độ 320C, khi nhiệt độ tăng lên 350C điện trở suất 1,72.10-6.mm2/cm Hỏi hệ số thay đổi theo nhiệt độ là bao nhiêu?

Tp HCM, ngày 18 Tháng 2 Năm 2014

BM Điện công nghiệp

ThS Đỗ Chí Phi

2

BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐÁP ÁN ĐỀ THI MÔN: VẬT LIỆU ĐIỆN LỚP: CĐN ĐCN 14

Mã đề thi: VLĐ31511 Ngày thi: 15/03/2015 Thời gian: 90 phút (Không kể thời gian phát đề thi)

Câu

1

(2đ)

a.Tính chất lí học:

- Vẻ sáng của kim loại (ánh kim): Theo vẻ sáng bề ngoài của kim loại có thể

chia thành kim loại đen và kim loại màu

0,25

Kim loại đen là kim loại màu đen gồm các hợp kim của sắt tức là gang và

thép; titan; crôm và nhiều kim loại đen khác còn kim loại màu là tất cả các kim

loại và hợp kim còn lại

0,25

- Tính nóng chảy: kim loại có tính chảy loãng khi đốt nóng và đông đặc lại

khi làm nguội

0,25

- Tính dẫn nhiệt: là tính chất truyền nhiệt của kim loại khi bị đốt nóng hoặc

làm lạnh

0,25

- Tính giãn nở nhiệt: khi đốt nóng, các kim loại giãn nở ra và khi khi nguội

lạnh nó co lại

0,25

- Tính nhiễm từ: chỉ có một số kim loại có tính nhiễm từ như Sắt, hầu hết các

hợp kim của sắt, Niken và Côban

0,25

b.Tính chất hoá học:

Tính chất hoá học của kim loại và hợp kim biểu thị ở hai dạng chủ yếu :

- Tính chống ăn mòn: là khả năng chống lại sự ăn mòn của hơi nước hay oxi

0,25

hoá của không khí ở nhiệt độ thường hay nhiệt độ cao

- Tính chịu axit: là là khả năng chống lại môi trường của axit

0,25

2

(2đ)

Vật liệu từ là loại vật liệu mà dưới tác dụng của từ trường ngoài có thể bị từ

hóa, tức là có những tính chất từ đặc biệt

Vật liệu từ chủ yếu là sắt (Fe), côban (Co), niken (Ni), gađôli (Gd)

0,25 0,25 Chất thuận từ: là chất có độ từ thẩm μ > 1 và không phụ thuộc vào cường độ

Loại này gồm có oxi, nitơ, oxit, muối sắt, muối côban, muối niken, kim loại

Chất nghịch từ: là chất có độ từ thẩm μ < 1 và không phụ thuộc vào cường độ từ

Loại này gồm có hydro, các khí hiếm, đa số các hợp chất hữu cơ, đồng, kẽm,

Chất dẫn từ: là chất có độ từ thẩm μ ≫1 và phụ thuộc vào cường độ từ

Loại này gồm có sắt, niken, coban và các hợp kim của chúng, hợp kim crôm

3

(3đ)

Đặc điểm:

- Đồng là loại vật liệu quan trọng nhất trong tất cả những vật liệu dẫn điện được

dùng trong kỹ thuật điện

0,25

- Đồng có màu đỏ nhạt sáng rực, có điện dẫn suất lớn, chỉ sau bạc 0,25

- Có sức bền cơ khí lớn, chống được sự ăn mòn của khí quyển, tính đàn hồi cao

- Dễ dát mỏng, dễ vuốt giản, có sức bền khi va đập và ăn mòn, sức đề kháng cao

khi thời tiết xấu

0,25

- Đồng là một kim lọai hiếm, chỉ chiếm tỷ lệ 0,01% trong lòng trái đất 0,25

- Đồng có tổ chức tinh thể lập phương thể tâm và tổ chức này được giữ nguyên

cho đến khi làm nguội đến nhiệt độ thường Tức là đồng không bị biến đổi hình

thù

0,25

Các hằng số vật lý Ở 20 0

C

Điểm nóng chảy: 10830

C Trọng lượng riêng D = 7,4 - 8,9kg/dm3

0,25 0,25

Ứng dụng:

- Đồng cứng được dùng ở những nơi cần sức bền cơ giới cao, chịu được mài

mòn như làm cổ góp điện, các thanh dẫn ở tủ phân phối, các thanh cái trạm biến

áp, các lưỡi dao chính của cầu dao cách ly, các tiếp điểm của thiết bị bảo vệ

0,5

- Đồng mềm được dùng ở những nơi cần có độ uốn lớn và sức bền cơ học cao

như: ruột cáp dẫn điện, thanh góp điện cao áp, dây dẫn điện, dây quấn trong các

máy điện

0,5

4

(1,5đ)

Vật liệu bán dẫn là chất trung gian giữa vật liệu dẫn điện và vật liệu cách điện 0,25 Chất bán dẫn hoạt động như chất cách điện ở nhiệt độ thấp và hoạt động như

Điện trở suất  của bán dẫn có giá trị trung gian giữa kim loại và điện môi 0,25 Điện trở suất vật liệu bán dẫn lớn hơn điện trở suất vật liệu dẫn điện nhưng

nhỏ hơn điện trở suất vật liệu cách điện (   4 10cm

10 10

có ranh giới rõ rệt giữa ba loại vật liệu kể trên

0,25

Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất của vật liệu dẫn điện tăng lên, còn điện trở

Như vậy, ở nhiệt độ rất thấp chất bán dẫn có tính cách điện như điện môi,

4

5

(1,5đ) Hệ số thay đổi theo nhiệt độ  là :

) (

1 2

t t

1

1 2

t t





 = 1,68.10 35 32

10 68 , 1 10 72 , 1

6

6 6











=

0,5 0,5

Tp HCM, ngày 2 Tháng 1 Năm 2015

BM Điện công nghiệp

ThS Đỗ Chí Phi

BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG

ĐỀ THI HỌC KỲ (ĐỀ SỐ 02) MÔN: VẬT LIỆU ĐIỆN LỚP: CĐN ĐCN 14A, B, C, D, E

Mã đề thi số: VLĐ31521 Ngày thi: 15/03/2015 Thời gian: 90 Phút (Không kể thời gian phát đề thi)

-(Sinh viên không sử dụng tài liệu ) -

Câu 1: (2 điểm)

Thế nào là vật liệu dẫn điện? Nêu phân loại vật liệu dẫn điện theo trạng thái vật chất?

Câu 2: (2 điểm)

Trình bày những yêu cầu đối với vật liệu dùng làm tiếp điểm điện?

Câu 3: (2 điểm)

Phân loại vật liệu cách điện theo thành phần hoá học, cho ví dụ?

Câu 4: (2 điểm)

Vật liệu cách điện? phân loại theo trạng thái vật chất?

Câu 5: (2 điểm)

Một vật liệu có điện trở suất t1  1,68.10 -6 Ωmm 2/cm ở nhiệt độ t1=32 0 C, chiều dài vật liệu l=500cm, tiết diện S=50mm2, thệ số thay đổi theo nhiệt độ α

=0,00981/C0 Xác định điện trở suất t2và điện trở R của vật liệu khi nhiệt độ tăng lên t2=400C?

Tp.HCM, ngày 18 Tháng 01 năm 2015

BM Điện công nghiệp

ThS Đỗ Chí Phi

BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐÁP ÁN ĐỀ THI HỌC KỲ MÔN: VẬT LIỆU ĐIỆN LỚP: CĐN ĐCN 14A, B, C, D, E

Mã đề thi số: VLĐ31521 Ngày thi: 28/03/2015 Thời gian: 90 Phút (Không kể thời gian phát đề thi)

1

(2đ)

-Vật liệu dẫn điện là vật chất khi ở trạng thái bình thường có các điện tích tự

do, nếu đặt chúng vào trong một điện trường, các điện tích sẽ chuyển động theo

một hướng nhất định của trường và tạo thành dòng điện Người ta gọi chúng là

vật liệu có tính dẫn điện

0,5

-Vật liệu dẫn điện có thể ở thể rắn, lỏng và trong một số điều kiện phù hợp có

thể là thể khí hoặc hơi

0,5

-Vật liệu dẫn điện ở thể lỏng bao gồm các kim loại lỏng và các dung dịch điện

phân Vì kim loại thưởng nóng chảy ở nhiệt độ rất cao (trong thủy ngân (Hg) có

nhiệt độ nóng chảy ở - C ) do đó trong điều kiện nhiệt độ bình thường chỉ có

thể dùng vật liệu dẫn điện kim loại lỏng thủy ngân

0,5

-Các chất ở thể khí hoặc hơi có thể trở nên dẫn điện nếu chịu tác động của điện

trường lớn

0,5

2

(2đ)

- Có sức bền cơ học và độ rắn tốt ( tuổi thọ cao)

- Có điện dẫn suất và dẫn nhiệt tốt để không nóng quá nhiệt độ cho phép

khi những tiếp điểm này có dòng điện định mức đi qua

0,5

- Có sức bền đối với sự ăn mòn do các tác nhân bên ngoài ( nước, không

khí ẩm…)

- Có nhiệt độ nóng chảy và hóa hơi cao, oxit của nó phải có điện dẫn suất

lớn ( tức là để có thể chịu được dòng ngắn mạch cao Rtx nhỏ)

0,5

Bên cạnh những điểm nêu trên, nó phải thỏa mãn các điều kiện tùy thuộc

vào dạng tiếp điểm(có 3 dạng tiếp cố định, di động và trượt):

+ Với tiếp điểm cố định phải có sức bền nén để có thể chịu được áp suất

lớn, ( lực ấn lớn), phải có điện trở ổn định trong thời gian làm việc lâu dài

( Rtx , ổn định)

0,25

+ Với tiếp điểm di động: chúng làm việc theo cách ấn ( đóng và mở các

máy cắt điện, công tắc tơ, rơle điện…) , phải có sức bền đối với sự ăn

mòn do tác dụng cơ khí khi đóng mở, phải có sức bền đối với sự động của

hồ quang không bị hàn chặt

+ Với tiếp điểm trượt: chúng làm việc theo cách trượt như : cổ máy điện,

dao cách ly Phải có sức bền đối với sự mài mòn cơ khí ma sát

0,25

3

(2đ)

Theo thành phần hóa học, người ta phân ra: vật liệu cách điện hữu cơ và

vật liệu cách điện vô cơ

1,0

Vật liệu cách điện hữu cơ: Chia làm hai nhóm: nhóm có nguồn gốc trong

- Nhóm có nguồn gốc trong thiên nhiên sử dụng các hợp chất cơ bản

có trong thiên nhiên, hoặc giữ nguyên thành phần hoá học như: cao

su, lụa, phíp, xenluloit,…

- Nhóm nhân tạo thường được gọi là nhựa nhân tạo gồm có: nhựa

phenol, nhựa amino, nhựa polyeste, nhựa epoxy, silicon, polyetylen, vinyl, polyamit,…

Vật liệu cách điện vô cơ: gồm các chất khí, các chất lỏng không cháy, các

loại vật liệu rắn như gốm, sứ, thuỷ tinh, mica, amiăng…

0,5

4

(2đ)

Ý nghĩa vật liệu cách điện có ý nghĩa cực kỳ quan trọng đối với kỹ thuật

điện Chúng được dùng để tạo ra cách điện bao quanh những bộ phận dẫn

điện trong các thiết bị điện và để tách rời các bộ phận có điện thế khác

nhau

1,0

Phân loại: Theo trạng thái của vật chất chia vật liệu cách điện thành các

loại khí, lỏng và rắn Vật liệu hóa rắn có thể được phân vào một nhóm đặc

biệt, trạng thái ban đầu khi đưa vào sản xuất của cách điện thì chúng là

chất lỏng, nhưng sau đó khi đã chế tạo xong thì chúng rắn lại và trong quá

trình dùng làm cách điện thì chúng là rắn (ví dụ như sơn và các loại nhựa

hỗn hợp)

1,0

5

(2đ)

Điện trở suất vật liệu ở nhiệt độ 400

C

1 2 1  1,72 10 6 ( 2/ )

1



1,0

Điện trở

) ( 10 72 , 1 50

500 10 72 ,

S

l

Tp.HCM, ngày 18 Tháng 01 năm 2015

BM Điện công nghiệp

ThS Đỗ Chí Phi