Электротехнические материалы Теория конструктивных материалов

Электрическая прочность — величина, позволяющая оценить способность диэлектрика противостоять разрушению его электрическим напряжением. Механическая прочность электроизоляционных и других материалов оценивается при помощи следующих характеристик: предел прочности материала при растяжении, относительное удлинение при растяжении, предел прочности материала при сжатии, предел прочности материала при статическом изгибе, удельная ударная вязкость, сопротивление раскалыванию.

Потери в магнитных материалах

В переменных полях площадь петли гистерезиса увеличивается за счет потерь на гистерезис Рг, потерь на вихревые токи Рв и дополнительных потерь Рд. Такая петля называется динамической, а суммарные потери полными или суммарными. Потери на гистерезис, отнесенные к единице объема материала (удельные потери)

Pг=, Дж/м3.

При перемагничивании с частотой f (Гц)

Pг= , Вт/кг, где - плотность материала, кг/м3.

Потери на вихревые токи для листового образца Рв=, где

Bmax - амплитуда магнитной индукции, Тл;

f - частота переменного тока, Гц;

d - толщина листа, м;

плотность, кг/м3;

удельное электросопротивление, Ом . м.

Дополнительные потери или потери на магнитную вязкость (магнитное последействие) обычно находят как разность между полными потерями и суммой потерь на гистерезис и вихревые токи

Рд=Р-(Ргв).

Магнитная вязкость Jn=Jn(t) зависит от времени действия магнитного поля. J при включении магнитного поля H быстро достигает значения J1, а затем со временем возрастает в соответствии с формулойJn(t)=Jno(1-exp(-t/),

где Jno - намагниченность при t ; - время релаксации. На рисункепоказана зависимость напряженности магнитного поля и намагниченностиот времени действия магнитного поля. В магнитотвердых магнитныхматериалах время магнитной релаксации может достигать нескольких минут. Такое явление называют сверхвязкостью.

 

[Зависимость J(t)]

Тангенс угла магнитных потерь используют в переменных полях. Его можно выразить через параметры эквивалентной схемы, показанной на рисунке. Индуктивную катушку с сердечником из магнитного материала представляют в виде последовательной схемы из индуктивности L и активного сопротивления R. Пренебрегая собственной емкостью и сопротивлением обмотки катушки, получаем

tgбм=r/(wL).Активная мощность Ра:

Ра=J2 . wL . tgбм.

Величина, обратная tgбм называется добротностью сердечника. [Схема замещения]

 

Из кoнструкциoнныx элeктрoтexничeскиx материалов изгoтoвляют кoнструктивныe элeмeнты элeктрoустaнoвoк, к кoтoрым oтнoсятся мнoгиe элeктрoизoляциoнныe и прoвoдникoвыe материалы. Примeрoм этoгo являeтся ряд издeлий из стaли, плaстмaссы, кeрaмики. Из кeрaмики изгoтaвливaют oснoвaния элeктрoнaгрeвaтeльныx приборов и рeoстaтoв, из плaстмaссы – кoрпусa элeктрoизмeритeльныx приборов, рукoятки рубильникoв, щитки, из стaли – кoнструкции нa кoтoрыx крeпят токоведущие чaсти, щиты, кoрпусa электрических мaшин.