Композиционные материалы

Композиционные материалы – это материалы, состоящие из нескольких компонент, выполняющих разные функции, причем между компонентами существуют границы раздела.

11. Проводники, их различные виды, их основные параметры и применения.

Проводни́к — вещество, легко проводящее электрический ток^[1][2]; в таком веществе имеются свободные носители заряда, то есть заряженные частицы, которые могут свободно перемещаться внутри объёма вещества. Среди наиболее распространённых твёрдых проводников известны металлы, полуметаллы, углерод (в виде угля и графита). Пример проводящих жидкостей при нормальных условиях — ртуть, электролиты, при высоких температурах — расплавы металлов. Пример проводящих газов — ионизированный газ (плазма). Некоторые вещества, при нормальных условиях являющиеся изоляторами, при внешних воздействиях могут переходить в проводящее состояние, а именно проводимость полупроводников может сильно варьироваться при изменении температуры, освещённости, легировании и т. п.

Проводниками также называют части электрических цепей — соединительные провода и шины.

Виды проводников:

Металлы — здесь носителями тока являются электроны проводимости, которые принято рассматривать как электронный газ, отчётливо проявляющий квантовые свойства вырожденного газа.

Плазма — ионизированный газ. Электрический заряд переносится ионами (положительными и отрицательными) и свободными электронами, которые образуются под действием излучения (ультрафиолетового, рентгеновского и других) и (или) нагревания.

Электролиты — «жидкие или твёрдые вещества и системы, в которых присутствуют в сколько-нибудь заметной концентрации ионы, обусловливающие прохождение электрического тока»[11]. Ионы образуются в процессе электролитической диссоциации. При нагревании сопротивление электролитов падает из-за увеличения числа молекул, разложившихся на ионы. В результате прохождения тока через электролит ионы подходят к электродам и нейтрализуются, оседая на них. Законы электролиза Фарадея определяют массу вещества, выделившегося на электродах.

Параметры:

Удельное сопротивление, удельная проводимость, плотность тока, температурный коэффициент расширения проводника под действием электрического тока

Применение:

Проводники применяются как части электрических схем - провода и шины.

Проводники применяются для переноса электроэнергии на дальние расстояния в линиях электропередачи - провода.

Проводники применяются как составная часть элементов преобразования электрического тока и (или) напряжения, в трансформаторах, дросселях, электромагнитах - обмотки (катушка из провода)

Как составная часть преобразователей электрической энергии в другие виды энергии, в двигателях (в механическую энергию) - обмотка якоря (ротора), обмотки возбуждения статора, статорные обмотки асинхронных двигателей; электромагнитах (в энергию магнитного поля) - обмотки (катушка провода), в электромагнитнгое поле и обратно - в антеннах (штыревая антенна - кусок провода определённой длины, полуволновой вибратор - телевизионная антенна - провод в форме дуги, магнитная антенна - катушки проводов на ферромагните)

Проводники применяются в конденсаторах в качестве электродов (обкладок)

11.Диэлектрики и изоляторы, их различные виды, их основные

Диэлектрик (изолятор) — вещество, практически не проводящее электрический ток. Концентрация свободных носителей заряда в диэлектрике не превышает 10⁸ см⁻³. Основное свойство диэлектрика состоит в способности поляризоваться во внешнем электрическом поле. Физическим параметром, который характеризует диэлектрик, является диэлектрическая проницаемость.

Диэлектри́ческая проница́емость среды абсолютная — коэффициент, входящий в математическую запись закона Кулона и уравнение связи векторов электрической индукции и напряженности электрического поля.

При применении диэлектриков — одного из наиболее обширных классов электротехнических материалов — довольно четко определилась необходимость использования как пассивных, так и активных свойств этих материалов.

Применение:

Диэлектрики используются не только как изоляционные материалы.