ЗАДАЧА №2 Записать условие и решение в конспект с доски
П/п Наименование практических работ ЭТМ Количество часов Практическая работа №1.1 Решение задач «Определение прочности конструкции». 2 Практическая работа №1.2 Решение задач «Определение электрических характеристик материалов». 2 Практическая работа №.1.3 Решение задач «Выбор диэлектрического материала по классу нагревостойкости для электротехнического устройства». 2 Практическая работа №1.4 Решение задач «Выбор диэлектрического материала по физико-химическим характеристикам для электротехнического устройства». 2 Практическая работа №2.1 Решение задач «Определение электрических характеристик проводниковых материалов при воздействии внешних факторов» 2 Практическая работа №2.2 «Изучение материалов и сплавов применяемых для контактов». 2 Практическая работа №.2.3 «Маркировка припоев». 2 Практическая работа №.2.4 Выбор проводникового материала 2 Практическая работа №.3.1 «Изучение фотоэлектрических, термоэлектрических явлений и гальваномагнитных эффектов в полупроодниках». 2 Практическая работа №.3.2. «Изучение контактных явлений в полупроводниках». 2 Практическая работа №.4.1 «Корона» при постоянном и переменном напряжении. 2 Практическая работа №.4.2. Старение электроизоляционных масел. Ингибиторы 2 Практическая работа №.4.3 Электрический и тепловой пробой 2 Практическая работа №.4.4 Выбор диэлектрического материала 2 Практическая работа №.5.1 «Маркировка проводов». 2 Практическая работа №.5.2 «Маркировка кабелей». 2 Практическая работа №.6.1 Решение задач «Определение магнитных характеристик магнитных материалов». 2 Итого 34 часа Практическая работа №1.1 Решение задач «Определение прочности конструкции». : ЗАДАЧА №1
|
|
|
Условие.
| А |
| В |
| С |
| d |
| b |
| h |
| Рр |
| Рр |
Порядок расчёта.
Предел прочности материала при растяжении
где Рр – разрушающая сила при растяжении, Н;
S – площадь поперечного сечения стержня, м2.
Проверка прочности стержня заключается в сравнении предела прочности материала при растяжении с допустимым напряжением материала при растяжении
|
|
|
Конструкция считается прочной и экономичной, если недогрузка (-) или перегрузка (+) сечения не превышает ±5%.
Решение.
Сечение А.
В сечении А стержень прочен, но не экономичен.
Сечение В.
В сечении В стержень не прочен.
Сечение С.
В сечении С стержень прочен и экономичен.
Проанализировать и записать в конспект что можно сделать со стержнем, что бы он получился экономичным в сечении А, просчитать предложенные варианты.6.3 Проанализировать и записать в конспект что можно сделать со стержнем, что бы он получился прочным в сечении В, просчитать предложенные варианты.
Практическая работа №1.2.Решение задач Решение задач «Определение электрических характеристик материалов».
ЗАДАЧА №2 Записать условие и решение в конспект с доски
Условие.
Определить сопротивление реостатов R1 и R2, если
) они выполнены из константановой проволоки, которая имеет диаметр d=1,6 мм и длину l1=4 м, l2=6 м;
б) если они выполнены из манганиновой проволоки, которая имеет диаметр d1=1,6 мм, d2=2,5 мм и длину l=6 м.
Сравнить полученные значения сопротивления и сделать вывод.
Порядок расчёта.
Сопротивление реостата
где ρ – удельное сопротивление материала, Ом∙м (таблица №2);
|
|
|
l – длина проволоки, м;
S – площадь поперечного сечения проволоки, м2.
Площадь поперечного сечения проволоки
где r – радиус проволоки, м.
Решение.
По условию а).
С увеличением длины проводника его сопротивление увеличивается.
По условию б).
С увеличением площади поперечного сечения проводника его сопротивление уменьшается.
6.2 Выполнить задание по вариантам в отдельной тонкой тетради для проверочных , практических и самостоятельных работ, повышенной сложности по индивидуальному заданию и сдать тетрадь на проверку.
Практическая работа №.1.3Решение задач Выбор диэлектрического материала для электротехнического устройства
Условие.
Выбрать материал диэлектрика в конденсаторе по относительной диэлектрической проницаемости ε и поверить на электрическую прочность Епр. Конденсатор емкостью
С=5 пФ. Пластины имеют форму прямоугольника с размерами a=0,5 на b=0,5 см, расстояние между ними d=0,16 мм. Напряжение, приложенное к пластинам конденсатора Uр=1 кВ промышленной частоты f=50 Гц.
Порядок расчёта.
Ёмкость конденсатора
где εа – абсолютная диэлектрическая проницаемость материала, Ф/м;
|
|
|
ε – относительная диэлектрическая проницаемость материала, Ф/м;
ε0 – абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума, 8,85∙10-12 Ф/м.
S – площадь поперечного сечения диэлектрика, м2;
d – толщина диэлектрика, м.
Площадь поперечного сечения диэлектрика
где а, b – размеры сторон пластин конденсатора.
Выбрать материал для конденсатора, при этом расчётная относительная диэлектрическая проницаемость должна быть приблизительно равна табличному значению.
Запас прочности (коэффициент прочности)
где Епр – напряжённость пробоя диэлектрика, В/м (таблица № 4);
Ер – рабочая напряжённость, В/м.
Рабочая напряжённость
где Uр – рабочее напряжение, В;
d – толщина диэлектрика в месте пробоя, м.
Решение.
Выбираем пропитанную бумагу ε=3,8 (таблица №14).
6.2. Решить задачу своего варианта в отдельной тонкой тетради для проверочных , практических и самостоятельных работ по двум вариантам с доски, повышенной сложности по индивидуальному заданию и сдать тетрадь на проверку.
Например Вариант 2
a) В паспорте конденсатора указано: 150 мкФ; 200 В. Какой “Наибольший допустимый” электрический заряд можно сообщить данному конденсатору?Плоскому конденсатору электроемкостью 500 пФ сообщен заряд 
Определить энергию электрического поля конденсаторов.
Практическая работа №.1.4 Решение задач «Выбор диэлектрического материала по физико-химическим характеристикам для электротехнического устройства».
Условие.
Определить сопротивление R и ёмкость C воздушного конденсатора, если
а) пластины конденсатора имеют форму прямоугольника с размерами a=20 на b=40 см, расстояние между ними d=2 см;
б) пластины конденсатора имеют форму круга с диметром D=20 см, расстояние между ними d=1 см.
Порядок расчёта.
Сопротивление конденсатора определяется сопротивлением диэлектрика между пластинами
где ρ – удельное сопротивление материала, Ом∙м (таблица №4);
l – длина диэлектрика, м;
S – площадь поперечного сечения диэлектрика, м2.
Площадь поперечного сечения диэлектрика в виде прямоугольника
где а, b – размеры сторон пластин конденсатора.
Площадь поперечного сечения диэлектрика в виде круга
где D – диаметр пластин конденсатора.
Емкость конденсатора
где εа – абсолютная диэлектрическая проницаемость материала, Ф/м;
ε – относительная диэлектрическая проницаемость материала, Ф/м (таблица №4);
ε0 – абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума, 8,85∙10-12 Ф/м.
S – площадь поперечного сечения диэлектрика, м2;
d – толщина диэлектрика, м.
Решение.
По условию а).
По условию б).
Повторяем математику Экспоненциальная форма выражения больших и малых чисел
Кратные единицы— единицы, которые в целое число раз (10 в какой-либо степени) превышают основную единицу измерения некоторой физической величины. Международная система единиц (СИ) рекомендует следующие десятичные приставки для обозначений кратных единиц:
| кило | милли |
| мега | микро |
| гига | нано |
| тера | пико |
| фемто |
| 1012 | тера | Tera | Т | T | ТВ —теравольт |
| 10−6 | микро | micro | мк | µ | мкм — микрометр, микрон |
Какой надо использовать десятичный множитель и провести примеры физических величин,
Экспоненциальная форма выражения больших чисел предоставляет два очевидных преимущества. Во-первых, такая запись очень компактна, а во-вторых, ее проще прочесть — нет необходимости считать огромное количество нулей
Для обозначения малых чисел используют 10 в отрицательной степени. Как видно из таблицы, число 10, возведенное в отрицательные степени, представляет собой обычные числа, десятичные дроби, состоящие из определенного набора нулей, расположенных правее десятичного знака и заканчивающихся единицей. Численное значение отрицательной экспоненты равно количеству нулей после запятой
Решить задачу своего варианта в отдельной тонкой тетради для проверочных , практических и самостоятельных работ по двум вариантам с доски, повышенной сложности по индивидуальному заданию и сдать тетрадь на проверку.
Как называется и что показывает или характеризует каждый параметр плоского конденсатора, определить параметры, которые не заданы.
Каждый студент получает свой вариант задания
| вар | S | Q | d | U | k | C | W | Е | Uпр | ξ | |
| см2 | Кл | см | В | Ф | Дж | В | В | ||||
| 1 | 500 | ? | 0,1 | ? | 3 | ? | ? | ? | 500 | 4.3 | |
Практическая работа №2.1Решение задач Определение электрических характеристик проводниковых материалов при воздействии внешних факторов
6.1 Записать задачу в конспект с доски
Условие.
Определить материал и длину проволоки l необходимой для изготовления электронагревательного элемента, если
а) она имеет диаметр d=1 мм, мощность элемент P=500 Вт при напряжении U=220 В, рабочая температура 450 0С;
б) она имеет диаметр d=1,5 мм, мощность элемент P=700 Вт при напряжении U=220 В, рабочая температура 1250 0С.
Порядок расчёта.
Сопротивление проволоки
где ρ – удельное сопротивление материала, Ом∙м (таблица №2);
l – длина проволоки, м;
S – площадь поперечного сечения проволоки, м2.
Мощность электронагревательного элемента (приёмника)
где U –напряжение, приложенное к элементу, В;
R – сопротивление проволоки, Ом.
Площадь поперечного сечения проволоки
где r – радиус проволоки, м.
Решение.
По условию а) выбираем константан.
С увеличением длины проводника его сопротивление увеличивается.
По условию б) выбираем нихром.
Задачи повышенной сложности по индивидуальному заданию
a) Сопротивление волоска лампы накаливания 50 Ом, сопротивление подводящих проводов 0,4 Ом. Определить падение напряжения на лампе накаливания и потерю напряжения в подводящих проводах, если по ним проходит ток 2 А.
b) На сколько надо повысить температуру медного проводника, взятого при 0° С, чтобы его сопротивление увеличилось в 3 раза? (α = 0,0033 К-1).
Практическая работа №2.2Изучение материалов и сплавов применяемых для контактов
Вспомнить требования, предъявляемые к контактным материалам:
- низкое переходное электрическое сопротивление в месте соприкосновения контактных поверхностей;
- постоянное переходное сопротивление в процессе работы;
- стойкость и износу.
Оценить износ контактов, какой из них приводит к большему разрушению контактов
Механический износ получается вследствие ударов контактов друг о
Для повышения износостойкости контакты выполняют из металлокерамических материалов.
Химический износ (коррозия) получается вследствие окисления материала при высоких температурах и взаимодействия с окружающей средой.
Для повышения стойкости к коррозии в контактном устройстве создаётся вакуум или среда инертного газа, например, вакуумные и элегазовые высоковольтные выключатели.
Электрический износ (эрозия) разрушение поверхности контактов под действием электрической дуги, искр, перенос металла с одногоконтакта на другой и нарушении при этом контактной поверхности.
привести примеры, показать на устройствах в лаборатории разные виды контактов
Неразъёмные:сварные или паяные соединения.
Разъёмные:зажимные (болтовые, винтовые) и штепсельные соединения.
Разрывные, которые обеспечивают периодическое замыкание и размыкание электрической цепи, в которую они включены.
Проводниковые материалы для сильноточных контактов.В контактных устройствах, предназначенных для сильноточных цепей, в которых протекают токи более 0,5 А (при напряжении на разомкнутых контактах более 25 В), контакты-детали используются преимущественно из композиционных материалов, получаемых методами порошковой металлургии.
Работа со справочником из таблиц 1 и 2 выписать в конспект как называется и что показывает или характеризует каждый параметрпроводникового материала.
Практическая работа №.2.3 Маркировка припоев
Вспомнить , что пайка – это процесс получения неразъёмных соединений в процессе создания межатомных связей припоя с поверхностями соединяемых материалов и ответить на вопрос: какое соединение обычно применяют для пайки (в внахлест так как, увеличивая нахлёст можно повысить прочность паяного соединения.)
Процесс пайки сопровождается нагреванием, в результате которого припой плавится, смачивает и растекается между соединяемыми поверхностями. Какие физико-химические процессы происходят на границе соприкосновения деталей ?
адгезия (поверхностное сцепления), сплавление, диффузия.
Записать в конспект, что собой представляют эти процессы, Для смачивания паяемых поверхностей расплавленным припоем необходимо разрушение и удаления оксидных плёнок, имеющихся на поверхностях соединяемых металлов, что выполняется с помощью флюсов.Флюсы – предназначены для очистки соединяемых поверхностей от оксидов и других загрязнений, предохранения от окисления в процессе пайки и улучшения растекания расплавленного припоя.
3аписать в конспект пример выбора припоев и флюсов, пользуясь таблицей
Для осуществления пайки необходимо выполнять условие: температура плавления твёрдого флюса должна быть ниже температуры плавления припоя, она в свою очередь меньше температуры пайки (и не превышать температуры термического разложения флюса), которая должна быть меньше температуры плавления основного (паяемого) металла.
При пайке меди, латуни и бронз легкоплавкими припоями на свинцовой основе применяют флюсы, не вызывают коррозии паяных швов – канифоль и составы на её основе.
При пайке стали, меди и медных сплавов (латуни, бронзы и др.) тугоплавкими припоями чаще всего используют буру и её смеси с борной кислотой H3BO3 и другими солями.
При пайке алюминия применяют флюсы, способные растворить плотную плёнку его оксидов, хлористый литий LiCl, фтористый натрий NaF, хлористый цинк ZnCl2, хлористый калий KCl.
МАРКИРОВКА ПРИПОЕВ
| Условное обозначение | Значение | ||
| П | припой (указывается не во всех маркировка) | ||
| О | олово | ||
| С | свинец | ||
| Ви | висмут | ||
| К | кадмий | ||
| Су | сурьма | ||
| Ц | цинк | ||
| И | индий | ||
| М | медь | ||
| Ср | серебро | ||
| А | алюминий | ||
| 00…99 | содержания массы основного металла в процентах | ||
| Марка припоя | Значение | Температура плавления, 0С | Область применения |
| ПОС 40 | олово 40%, остальное свинец | 235 (мягкий) | Для пайки стали, меди и медных сплавов (бронзы, латуни), монтажных проводов, кабельных наконечников и конденсаторов |
| ПОСК 50-18 | олово 50%, кадмий 18%, остальное свинец | 145 (мягкий) | Для пайки меди, проводов и деталей, чувствительных к перегреву |
| ПОССу 35-0,5 | олово 35%, сурьма 0,5%, остальное свинец | 245 (мягкий) | Для пайки цинковых и оцинкованных деталей, свинцовых кабельных оболочек, электротехнических изделий неответственного назначения. |
| ПОССу 40-0,5 | олово 40%, сурьма 0,5%, остальное свинец | 235 (мягкий) | Для пайки цинковых и оцинкованных деталей, обмоток электрических машин, монтажных элементов и кабельных изделий. |
| ПСр 45 | серебро 45%, медь 20-30%, остальное цинк | 720 (твёрдый) | Для пайки стали, меди и медных сплавов (бронзы, латуни), никеля, ювелирных изделий |
| ПМЦ 42 | медь 42%, остальное цинк | 830 (твёрдый) | Для пайки стали, меди и медных сплавов (бронзы, латуни) |
| ЦА 12 | алюминий 12%, остальное цинк | 550 (твёрдый) | Для пайки алюминия |
| ЦО 15 | олово 15%, остальное цинк | 600 (твёрдый) | Для пайки алюминия |
Практическая работа №.2.4 Выбор проводникового материала
Краткие теоретические сведения Проектирование каких-либо электросетей необходимо начинать с расчета подходящего сечения проводников, от этого параметра зависит– надежность и работоспособность электросети. Насколько хорошо просчитана электросеть и насколько правильно подобранно сечение проводов зависят потери мощности в проектируемой сети, если неправильно выбрать сечение проводников, существует вероятность их перегрева и разрушение.
Главными критериями, при подборе сечения, являются величина токовой нагрузки, напряжение сети, мощность потребителя электроэнергии. Выбор соединительных проводников (кабелей) начинается с определения свойств электрооборудования, которое будет находиться в этой сети и потреблять электроэнергию. Если в сети будет находиться несколько потребителей электричества, то для выбора сечения проводников их мощности складываются.
Выбор кабелей электросети осуществляется по таблицам длительного допустимого тока нагрузки. Если сложно подобрать кабель, точно подходящий расчетному току нагрузки, то сечение кабеля выбирают с запасом.
Записать в конспект ответы на вопросы
a)Главные критерии выбора сечения проводника (кабеля).
b)Как осуществляется выбор сечения кабеля по допустимому току (нагреву)?
6.2 Проводники (кабели) обладают некоторым сопротивлением и при протекании по ним электрического тока происходит потеря напряжения, поэтому напряжение в конце линии будет ниже, чем в начале. Изменение напряжения на зажимах электроприемника, по сравнению с номинальным, приводит к ухудшению его работы.
Например, для промышленного предприятия значительное повышение напряжения в осветительной сети связано с экономическим ущербом из-за необходимости частой смены перегоревших ламп. Пониженное, по сравнению с номинальным, напряжение в осветительной сети промышленного предприятия может послужить причиной снижения производительности труда из-за недостаточной освещенности рабочих поверхностей.
Записать в конспект ответы на вопросы
a)От чего зависит потеря напряжения в кабелях?
b)Как осуществляется проверка кабеля по допустимой потере напряжения?
Выбор сечения проводов (кабеля) по экономической плотности тока
Для выбора оптимального варианта проводов сети сравнивают капитальные вложения и ежегодные эксплуатационные затраты. Зависимость затрат от площади сечения проводов представлена в соответствии с рисунком 2.
| З, руб. |
| s, мм2 |
| sэк |
| 1 |
| 2 |
| 3 |
Рисунок 2 – Зависимость затрат от площади сечения проводов
Практическая работа №.3.1 Изучение фотоэлектрических, термоэлектрических явлений и гальваномагнитных эффектов в полупроводниках
6.1 При внесении примесей увеличивается количество свободных электронов или дырок и сопротивление полупроводника уменьшается.
6.2 При деформации полупроводника в холодном состоянии искажается кристаллическая решётка, и сопротивление проводника увеличивается.
6.3 При увеличении температуры, увеличивается количество электронов и дырок, за счёт передачи тепловой энергии электронам и разрыва ковалентных связей, и сопротивление полупроводника уменьшается.
6.4 При воздействии светового потока, осуществляется переход электронов в свободное состояние, за счёт передачи энергия света, и сопротивление полупроводника уменьшается. При этом энергия, предаваемая каждому электрону, зависит от частоты световых колебаний, а с увеличением яркости света (силы света) возрастает число поглощающих свет электронов.
6.5 При воздействии магнитного поля на полупроводник происходит искривление траектории движения электронов, и электропроводность полупроводника изменяется.
В конспекте, по каждому из факторов , записать название эффекта и найти в учебнике в каких конкретно приборах и устройствах это явление применяется.
Практическая работа №.3.2.Изучение контактных явлений в полупроводниках
| p |
| n |
| Si |
| Al |
Такие переходы могут быть использованы на большие токи (более 10А) и большие обратные напряжения (до 1 кВ).
| Ед |
| + + + + + + + + |
| - - - - - - - - |
| + |
| - |
| р |
| п |
| - |
| + |
| p |
| n |
| Si |
| W |
В n-полупроводнике много электронов, а в p-полупроводнике много дырок и между полупроводниками начинается обмен носителями заряда. При этом оставляя в приконтактной области некомпенсированный заряд ионов (положительный в полупроводнике n-типа и отрицательный в полупроводнике p-типа). Область раздела оказывается обедненной свободными носителя заряда и, не смотря на малую ширину (10-6-10-8 м), обладает большим сопротивлением, во много раз больше остальной части полупроводника. В результате образуется местное электрическое поле Ед, которое препятствует дальнейшему диффузионному потоку носителей заряда.
6.2 Работа p-n-перехода.
| Ед |
| - |
| + |
| Евн |
| + + + + |
| - - - - |
| + |
| - |
| р |
| п |
| - |
| + |
| Ед |
| + |
| - |
| Евн |
| + + + + + + + + + + + + |
| - - - - - - - - - - - - |
| + |
| - |
| р |
| п |
| - |
| + |
Прямое включение. Если к p-n-переходу приложить внешнее напряжение «-» к n-области, а «+» к p-области, напряжённость внешнего электрического поля Евн не совпадает с местным. Основные носители будут перемещаться к границе раздела, ссужая область раздела и сопротивление перехода резко уменьшается. Через p-n-переход будет походить большой прямой ток Iпр,, созданный основными носителями.
6.3 Воль - амперная характеристика (ВАХ) p-n-перехода.
Воль - амперная характеристика (ВАХ) – это зависимость тока проходящего через p-n-переход и внешним напряжением. 
Найти в учебнике и записать в конспекте ответы на вопросы:
a) В каких конкретно приборах и устройствах применяется прямое и обратное включение p-n-перехода.
b) Свойства и название прибора, где это свойство применяется
c) Нарисовать ВАХ с указанием рабочего участка для разных диодов.
Практическая работа №.4.1 Разряд Корона при постоянном и переменном напряжении
6.1 Пробой газообразных диэлектриков.
| Р, d |
| Uпр |
где А – постоянный коэффициент;
P – давление газа, Па;
d – толщина газа в месте пробоя, м.
С уменьшением давления и толщины газа пробивное напряжение уменьшается, но пройдя минимум, начинает снова возрастать. Область разряженного газа – резко уменьшается количество атомов и молекул, являющихся объектом ионизации, число носителей заряда. Область малых расстояний между электродами – сокращение длины пути и частицы не могут накапливать энергию для процесса ударной ионизации.
6.2 существуют разные виды пробоя
Пробой в однородном электрическом поле происходит сразу в виде искры, которая может переходить в электрическую дугу.
Пробой в неоднородном электрическом поле проходит ряд стадий:
a) Неполное электрическое разрушение газа у электрода-острия, т.к. у его поверхности наибольшая напряжённость электрического поля.
b) Коронирующий разряд у поверхности электрода с наименьшим радиусом (видимая электрическая корона светло-фиолетового свечения, сопровождаемая шипением и образование озона О3 и оксида азота NO, которые являются окислителями).
c) Коронирующий разряд переходит в искровой, т.е. полное электрическое разрушение газа.
После снятия напряжения пробитый промежуток восстанавливается.
Газообразные диэлектрики могут использоваться при напряжениях, меньших, чем напряжения, при которых возникает процесс ударной ионизации.
Ответить на вопросы
a) Какие явления происходят в газе во время разряда?
b) Выбрать из справочника и сравнить разные газы по диэлектрическим свойствам
c) Какой газ самый распространенный диэлектрик
Задача
Определить потери воздушного конденсатора при постоянном Р= и переменном Р≈ токах, если напряжение, приложенное к пластинам конденсатора U=1 кВ промышленной частоты f=50 Гц.
а) пластины имеют форму прямоугольника с размерами a=20 на b=40 см, расстояние между ними d=2 см. Ёмкость конденсатора C=35 пФ;
б) пластины имеют форму круга с диметром D=20 см, расстояние между ними d=1 см. Ёмкость конденсатора C=28 пФ.
Сравнить полученные значения потерь и сделать вывод.
Потери в конденсаторе при постоянном токе
где U –напряжение, приложенное к диэлектрику, В;
R – сопротивление диэлектрика конденсатора, Ом.
Сопротивление диэлектрика
где ρ – удельное сопротивление материала, Ом∙м (таблица №4);
l – длина диэлектрика, м;
S – площадь поперечного сечения диэлектрика, м2.
Потери в конденсаторе при переменном токе
где U – переменное напряжение, приложенное к диэлектрику, В;
f – частота напряжения, Гц;
С – ёмкость диэлектрика, Ф;
tgδ – тангенс угла диэлектрических потерь материала, (таблица №4).
Решение.
По условию а). 
По условию б). 
Вывод Диэлектрические потери энергии на переменном напряжении во много раз больше потерь на постоянном напряжении.
Практическая работа №.4.2.Старение электроизоляционных масел. Ингибиторы
Чистые жидкие диэлектрики обладают электропроводимостью обусловленной перемещением в них ионов, которые образуются в результате диссоциации (распада) молекул примесей (воды, кислот и др.), а частично и молекул самого диэлектрика.
Загрязнённые жидкие диэлектрики, находящиеся в эксплуатации, кроме ионной электропроводимости обладают ещё и моллионной. Она обусловлена перемещением электрически заряженных коллоидных (диаметр частицы 10-6 м) частиц воды, смолистых веществ и примесей, образующихся в результате старения диэлектрика.
Что бы замедлить старение масел, в них водят вещества, задерживающие окисление (ионол 0,1-0,5%, замедляет старение в 2-3 раза) – ингибиторы. Однако присадка ингибиторов не может полностью предохранить масло от старения.
Электроизоляционные масла, следует хранить и перевозить в сухой герметичной таре, перекачивать по чистым металлическим трубопроводам (резиновые шланги растворяясь, загрязняют масло). В процессе эксплуатации масло необходимо защищать от проникновения в него воздуха и влаги.
С повышение температуры увеличивается количество и подвижность носителей заряда (уменьшается вязкость масла) и электропроводность увеличивается.
Ответить в конспекте на вопросы
a) С какими процессами связано старение масла.
b) Какие вещества защищают масла от старения
6.2. Пробой жидких диэлектриков.
Газовые включения и коллоидные частички воды, имеющие сферическую форму, под действием электрического поля деформируются, превращаются в эллипсоидные вращения, удлиняются и сливаются, образуя сплошной канал между электродами (“мостики”) по которому проходит электрический заряд, т.е. происходит пробой. Коллоидные частички воды кроме того поляризуются и притягиваются друг другу.
С увеличением давления электрическая прочность газа и электрическая прочность повышается. С увеличением содержания воды электрическая прочность сильно снижается.
Под действием электрических сил коллоидные смолистых веществ поляризуются, втягиваются в межэлектродное пространство, и образуют между электродами сплошные цепочки с пониженным сопротивлением.
При температурах близких к 00С, вода и смолистые вещества находятся в свободном состоянии, и масло обладает минимальной электрической прочностью. С повышением температуры часть коллоидных частиц воды или смолистых веществ растворяется, и образование токопроводящего канала затрудняется, электрическая прочность повышается. С понижением температуры до -400С вода замерзает и электрическая прочность увеличивается. При температуре больше 700С начинается процесс кипения и увеличивается количество газов, что снижает электрическую прочность.
В однородном электрическом поле электрическая прочность больше, чем в неоднородном поле. В неоднородном поле может происходит неполный пробой (корона), под действием которой протекают процессы разложения и образования продуктов которые резко снижают электрическую прочность.
Ответить на вопросы :
a) При каком пробое после снятия напряжения пробитый промежуток восстанавливается.
b) При каком пробоепосле снятия напряжения пробитый промежуток не восстанавливается.
c) Выбрать из справочника и сравнить разные материалы по диэлектрическим свойствам
6.3 Записать с доски задачу
Условие.
Выбрать электроизоляционное масло для наполнения высоковольтного кабеля по электрической прочности Епр. Кабель на напряжение Up=35 кВ промышленной частоты f=50 Гц. Толщина изоляционного слоя d=7 мм. Кабель уложен вертикально.
Запас прочности (коэффициент прочности)
где Епр – напряжённость пробоя диэлектрика, В/м (таблица №?);
Ер – рабочая напряжённость, В/м.
Рабочая напряжённость
где Uр – рабочее напряжение, В;
d – толщина диэлектрика в месте пробоя, м.
Выбрать масло для наполнения высоковольтного кабеля, при этом расчётная напряжённость пробоя должна быть равна или меньше табличного значения.
Выбираем нефтяное кабельное масло средней вязкости С-220, с растворённой в нём канифолью применяется для кабелей до 35кВ с бумажной изоляцией, повышенная вязкость пропитывающего масла позволяет избежать перетекания его в кабеле при наклонных или вертикальных прокладках Епр=21∙106 В/м (таблица №5).
Практическая работа №.4.3 Электрический и тепловой пробой
пробой твёрдых диэлектриков.
Объёмный пробой.Электрический пробой.
Начинается с ударной ионизации, возникающей при больших напряжениях, приложенных к диэлектрику. Процесс ударной ионизации сходен с процессом ударной ионизации в газах, но протекает при значительно больших напряжённостях электрического поля.
Электрический пробой твёрдых диэлектриков на практике встречается редко и может возникать в тех случаях, когда потери энергии в них незначительны, и обеспечен хороший отвод тепла. При электрическом пробое электрическая прочность мало зависит от толщины и его температуры.
Тепловой пробой.
Это явление теплового разрушения диэлектрика (расплавление, прожигание) по каналу, соединяющему два противоположных электроду диэлектрика.
Часть объема диэлектрика может обладать повышенной электрической проводимостью, вследствие чего в этом месте (канале) будет проходить заметный ток. Этот ток вызовет выделение тепла и нагрев канала, что приведёт к понижению его электрического сопротивления и к возрастанию тока. При повышении напряжения ток в канале ещё больше возрастёт, а выделяемое им тепло может вызвать сплошное прожигание или расплавление диэлектрика.
С повышением температуры или увеличением толщины диэлектрика электрическая прочность уменьшается, т.к. отвод теплоты от него будет затруднён, это приведёт к тепловому пробою при меньшей напряжённости электрического поля. Диэлектрики могут использоваться при напряжениях, меньших, чем напряжения, при которых возникает пробой.
Ответить на вопросы :
d) При каком пробое после снятия напряжения пробитый промежуток восстанавливается.
e) При каком пробоепосле снятия напряжения пробитый промежуток не восстанавливается.
f) Выбрать из справочника и сравнить разные материалы по диэлектрическим свойствам
6.3 Записать с доски задачу
Условие.
Выбрать материал по электрической прочности Епр для плиты под трансформатор. Трансформатор на напряжение Uр=10 кВ промышленной частоты f=50 Гц. Размер плиты S=50х50 см и толщина d=10 мм.
Запас прочности (коэффициент прочности)
где Епр – напряжённость пробоя диэлектрика, В/м (таблица №?);
Ер – рабочая напряжённость, В/м.
Рабочая напряжённость 
где Uр – рабочее напряжение, В; d – толщина диэлектрика в месте пробоя, м.
Решение.
Выбрать материал по электрической прочности Епр для плиты под трансформатор, при этом расчётная напряжённость пробоя должна быть равна или меньше табличного значения.
Выбираем гетинакс Епр=12-20∙106 В/м (таблица №16).
Практическая работа №.4.4 .Решение задач на Выбор диэлектрического материала
Слоистые пластмассы – это материалы, состоящие из чередующих слоёв листового наполнителя (бумага, хлопчатобумажная или стеклянная ткань) и связующего вещества.
a) Гетинакс. Наполнитель бумага, пропитанная бакелитовым лаком.
b) Текстолит. Наполнитель хлопчатобумажная ткань, пропитанная бакелитовой смолой.
c)Стеклотекстолит. Наполнитель бесщелочная стеклянная ткань.
Сравнить эти диэлектрики по стоимости и свойствам, вывод записать в конспект
Электроизоляционная слюда.
Природный минерал характерного слоистого строения, который легко расщепляется на пластинки толщиной до 0,006 мм (содержание в земной коре 3,8%).
a) Мусковит.
b) Флогопит, клееные слюдяные материалы – миканиты.
c) Фторфлогопит. Синтетическая слюда (KMg3∙Si3AlO10∙F2).
Сравнить эти диэлектрики по стоимости и свойствам, вывод записать в конспект, какой материал применяется в пазовой изоляции в машинах ?
задача
Выбрать материал диэлектрика в конденсаторе по относительной диэлектрической проницаемости ε и поверить на электрическую прочность Епр. Конденсатор емкостью С=5 пФ. Пластины имеют форму прямоугольника с размерами a=0,5 на b=0,5 см, расстояние между ними d=0,16 мм. Напряжение, приложенное к пластинам конденсатора Uр=1 кВ промышленной частоты f=50 Гц.
Ёмкость конденсатора
где εа – абсолютная диэлектрическая проницаемость материала, Ф/м;
ε – относительная диэлектрическая проницаемость материала, Ф/м;
ε0 – абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума, 8,85∙10-12 Ф/м.
S – площадь поперечного сечения диэлектрика, м2;
d – толщина диэлектрика, м.
Площадь поперечного сечения диэлектрика
где а, b – размеры сторон пластин конденсатора.
Выбрать материал для конденсатора, при этом расчётная относительная диэлектрическая проницаемость должна быть приблизительно равна табличному значению.
Запас прочности (коэффициент прочности)
где Епр – напряжённость пробоя диэлектрика, В/м (таблица №?);
Ер – рабочая напряжённость, В/м.
Рабочая напряжённость
где Uр – рабочее напряжение, В;
d – толщина диэлектрика в месте пробоя, м.
Выбираем пропитанную кабельную бумагу ε=3,8 (таблица №14).
Практическая работа №.5.1Маркировка проводов Решение задач по индивидуальным заданиям
обмоточные провода предназначены для изготовления обмоток электрических машин, аппаратов и приборов и ответить на вопрос какие виды изоляции применяют для них и как она обозначается
монтажные провода предназначены для выполнения различных соединений в электрических аппаратах, приборах и других электротехнических устройствах. Вопрос какие виды изоляции применяют для них и как она обозначается
установочные провода предназначены для распределения электрической энергии в силовых и осветительных сетях при неподвижной прокладке внутри и вне помещений.
Вопрос какие виды изоляции применяют для них их условное обозначение
| Условное обозначение | Значение |
| Обмоточные провода | |
| П | провод (всегда на первом месте) |
| Токоведущие жилы | |
| - | медь |
| А | алюминий (в конце маркировки, в начале при волокнистой изоляции) |
| М | манганин |
| К | константан |
| НХ | нихром |
| Изоляция | |
| Э | эмаль |
| В | высокопрочная эмаль |
| Т (ТК) | теплостойкая эмаль (кремнийорганическая) |
| Л | эмаль на масляной основе |
| М | эмаль стойкая к нефтяному маслу |
| Б | хлопчатобумажная пряжа (бумага) |
| Ш | натуральный шелк |
| Л | лавсан |
| К | капрон |
| С | стекловолокно |
| О | один слой изоляции |
| Д | два слоя изоляции |
| Цифры | |
| 0,063-60 | сечение жилы в мм2 |
| Монтажные провода | |
| М | монтажный провод |
| Токоведущие жилы | |
| - | медь |
| А | алюминий |
| Г | многопроволочная жила (гибкий), отсутствие буквы – жила однопроволочная |
| Изоляция | |
| В | поливинилхлорид |
| Р | резина |
| Ш | натуральный шелк |
| К | капрон |
| О | обмотка из хлопчатобумажной пряжи |
| С | обмотка из стекловолокна |
| Д | два слоя обмотки |
| Л | лакированный |
| Цифры | |
| 0,05-2,5 | сечение жилы в мм2 |
| Установочные провода | |
| Токоведущие жилы | |
| - | медь |
| А | алюминий |
| П | провод |
| ПП | провод плоский |
| Г | многопроволочная жила (гибкий) |
| Изоляция | |
| В | поливинилхлорид |
| П | полиэтилен |
| Р | резина |
| РК | кремнийорганическая резина |
| О | оплетка |
| Т | для прокладки в трубах |
| Цифры | |
| 0,5-120 | сечение жилы в мм2 |
По слайдам презентации выполнить задания, выставляется оценка, первому правильно ответившему студенту.
После тренировки на слайдах, выдается индивидуальное задание каждому студенту, проверяется конспект и выполненное задание.
Практическая работа №.5.2Маркировка кабелей
Силовые кабели предназначены для прокладки непосредственно в земле (траншее), в специальных сооружениях (блоки, туннели), а так же внутри помещений для передачи энергии напряжением свыше 1000 В.
Контрольные кабели предназначены для прокладки в помещениях, в передвижных электроустановках для передачи низковольтных сигналов управления в цепях вторичной коммутации, на напряжение до 660 В переменного тока и до 1000 В постоянного.
| Условное обозначение | Значение Токоведущие жилы |
| - | медь |
| А | алюминий |
| (ож) | однопроволочные жилы (в конце маркировки в скобках) |
| Изоляция | |
| - | бумага пропитанная |
| В | поливинилхлорид |
| П | полиэтилен |
| Пв (Пс, Псв) | вулканизированный (самозатухающий, вулканизированный самозатухающий) полиэтилен |
| Р | резина (после обозначения материала оболочки) |
| Ц | бумага, пропитанная нестекающим составом (в начале маркировки) |
| В | бумага, обеднено-пропитанная (в конце маркировки через черточку) |
| У | бумага, пропитанная составом с повышенной температурой нагрева (в конце) |
| Герметичная оболочка | |
| А | алюминий |
| С | свинец |
| В | поливинилхлорид |
| П | полиэтилен |
| Р | резина (после обозначения материала жилы) |
| Н | найтритовая резина (не горючая, после обозначения материала жилы) |
| О | отдельные оболочки поверх каждой фазы (20-35 кВ, перед обозначением оболочки) |
| Г | отсутствует защитный покров (после обозначения оболочки) |
| Защитный покров Броня | |
| Б | две стальные ленты шириной 20 – 60 мм и толщиной 0,3 мм, размещаются в два слоя с зазором, причём зазор нижнего слоя перекрывается верней лентой |
| П (Па) | плоская стальная оцинкованная проволока (алюминиевая) |
| К (Ка) | круглая стальная оцинкованная проволока (алюминиевая) |
| Г | отсутствует наружный покров (после обозначения брони) |
| Подушка | |
| - | нормальная, состоит из слоя битумного состава, который обматывается пропитанной кабельной бумагой несколько раз, толщиной 1,5 -2 мм |
| б | отсутствует |
| л | усиленная лавсановой лентой |
| 2л | особо усиленная двумя лавсановыми лентами |
| п (в) | выпрессовонный полиэтиленовый (поливинилхлоридный) шланг |
| Наружный покров | |
| - | нормальный, состоит из битумного состава, пропитанной кабельной пряжи |
| Шв (Шп, Шнг) | выпрессованный поливинилхлоридный (полиэтиленовый, негорючий) шланг |
| н (нг) | негорючий |
| Цифры 1-4 | количество жил |
| 2,5-800 | сечение каждой жилы в мм2 |
| 00…99 | сечение экрана в мм2 |
| 1, 3, 6, 10,20,35 | номинальное напряжение в кВ |
6.3 По слайдам презентации выполнить задания, выставляется оценка первому правильно ответившему студенту.
6.4 После тренировки на слайдах, выдается индивидуальное задание каждому студенту
7 Результат, отчёт.
В тетради для проверочных и самостоятельных работ, выполнить задание по своему варианту и сдать на проверку
8 Виды контроля (Оценка)
Если практическая работа выполнена в полном объеме и правильно оформлена, то ставится оценка «5».
Если практическая работа выполнена более чем на 75%, ставится оценка «4».
Если практическая работа выполнена более чем на 60%, ставится оценка «3».
В противном случае работа не засчитывается.
Практическая работа №.6.1
1 «Определение магнитных характеристик магнитных материалов».
6.1 Выписать из Справочника по ЭТМ все магнитные характеристики магнитных материалов с пояснениями, обратить внимание на единицу измерения
6.2 Пояснить физический смысл электромагнитной индукции и электромагнитной силы, вспомнить единицы измерения всех изученных в курсе физике сил. ( Ампер, Вольт Ньютон) и сдать конспект на проверку.
6.3 Получить индивидуальную карточку и ответить на тестовое задание, на выданном листе, подписать ФИО, Группа, тема, № варианта, № вопроса и выбрать один правильный ответ на каждый вопрос и написать его номер.
7 Результат сдать на проверку конспект и лист с ответом на тестовое задание.
8 Виды контроля (Оценка)
Критерии и система оценивания тестового контроля знаний по темам
Оценка «отлично» – от 80– 100 % из 5 вопросов 5 правильных ответов
Оценка «хорошо» – от 70– 80 % ( 4 правильных)
Оценка «удовлетворительно» – от 60- 70 %( 3 правильных)
Оценка «неудовлетворительно»– от 0 – 60 %( 2 правильных)
Если практическая работа выполнена в полном объеме и правильно оформлена, то оценка «5».
Если практическая работа выполнена более чем на 75%, ставится оценка «4».
Если практическая работа выполнена более чем на 60%, ставится оценка «3».
В противном случае работа не зачтена.
Отсутствующие студенты и те, кто не справился с заданием, выполняют работу самостоятельно, на тестовое задание отвечают на консультации.
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 2030; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!