Материалы разрывных контактов.

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 13Следующая ⇒

Разрывные контакты периодически замыкаются и размыкаются. Между контактными площадками образуется электрическая дуга. Это ведет к росту t, к снижению механической прочности, окислению материала, вероятность их сваривания, возможна эрозия материала.

Чтобы материал надежно работал: иметь высокую электропроводность; быть устойчивым к коррозии; иметь выс. t плавления; быть твердым; иметь выс. теплоту испарения; обладать выс. теплопроводностью. д.б. дешевым и недефицитным.

Для малоответственных разрывных контактов (бытовые выключатели) латунь – сплав Cu с Zn. Zn => повышениt механ. прочности и рост коррозионной стойкости

Для ответственных контактов при малых напряжениях и коммутирующих малые токи (контакты маломощных реле) используют серебро.

Когда рабочее напряжение на контактах велико, но токи не большие используют металлы платиновой группы (платину, палладий, иридий, осмий, рутений и родий). При коммутации больших токов композиционные материалы (порошки вольфрама или молибдена пропитанные жидкой медью или серебром).

Материалы скользящих контактов.

Те же требования, что и к материалам разрывных. Но надо уменьшить износ при трении: повысить твердость и использовать смазку. Смазка д.б. электропроводной.

Для коллекторов электрических моторов холоднодеформированную медь, для щеток графит. Для тяжелонагруженных машин для изготовления щеток металлографитовые щетки – медно-графитовые и бронзо-графитовые.

19 Электропроводность диэлектриков. Влияние температуры на электропроводность диэлектриков

Электропроводность диэлектриков определяется в основном перемещением ионов. На концентрацию ионов оказывают влияние: состав материала, температура, облучение материала частицами высоких энергий. Концентрация подвижных носителей заряда в полярных материалах, как правило, выше, чем в неполярных. Это связано с тем, что ионы примесей электрически взаимодействуют с дипольными моментами полярных молекул, поэтому очистка полярных материалов от примесей затруднена.

Зависимость электропроводности от температуры

При повышении температуры энергия системы повышается на величину kT и вероятность выхода иона из потенциальной ямы возрастает. Поэтому электропроводность диэлектриков при повышении температуры растет в соответствии с выражением: g = g₀ exp(–E_a/kT), где: g - удельная электропроводность диэлектрика, gо -константа, E_a- энергия активации выхода иона из потенциальной ямы, kT- тепловая энергия системы.

21. Электрический пробой диэлектриков. Ударная ионизация

Пробой диэлектрика – это потеря материалом диэлектрических свойств, то есть при больших напряженностях электрического поля, температурах и других внешних воздействиях диэлектрик может проводить электрический ток – ведет себя не как изолятор, а как проводящая среда.

Электрический пробой.В исходном состоянии диэлектрик не проводит электрический ток, в нем ничтожно мало свободных зарядов, которые могли бы перемещаться в электрическом поле. Ток в материале близок к нулю. Но при больших напряженностях электрического поля проводимость диэлектрика начинает резко возрастать и достигает значений проводимостей проводников. Рассмотрим диэлектрик, помещенный в электрическое поле. Если в нем имеется свободная заряженная частица, то под действием электрического поля она будет двигаться, причем ускоряясь, все быстрее и быстрее. Чем дольше разгоняется частица, тем большей скорости она достигает. Этот разгон длится до момента столкновения частицы с препятствием, например, молекулой или ионом. В этом случае при столкновении заряженная частица отскочит и, соответственно, потеряет скорость направленного движения. Затем процесс разгона заряженной частицы начинается заново. Далее эти процессы будут повторяться: частица разгоняется, затем сталкивается с препятствием, теряет свою энергию, снова разгоняется и т. д.

Время, в течении которого частица разгоняется и двигается без столкновений - релаксации τ, расстояние, которое она пролетает – длина свободного пробега λ. Кинетическая энергия W_к, находится по формуле W_к= g ×Е ×l , g – заряд частицы, Е –.напряженность электрического поля.

В случае возрастания λ или при возрастании Е, энергия W_к, увеличится. Если энергия W_к превысит энергию необходимую для ионизации атома или молекулы, то характер процесса изменится. Теперь при столкновении с молекулой частица будет выбивать из нее электрон. В итоге получатся две свободные заряженные частицы, которые в электрическом поле вновь начнут двигаться. При следующем столкновении каждая из них выбьет еще по электрону, следовательно, свободных частиц станет уже четыре. Количество свободных заряженных частиц будет очень быстро возрастать в геометрической прогрессии. Получается среда с очень большим количеством свободных зарядов, т.е. проводящий по свойствам материал. Такой механизм появления свободных зарядов называют ударной ионизацией, и он приводит к электрическому пробою.

Вркмя пробоя тау=10^-8 – 10^-4 c

Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 282; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!