МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Тульский государственный университет»
ИВТС им. И.П. Грязева
Кафедра: Электроэнергетики
Лабораторная работа №2
По дисциплине: Конструкционные и электротехнические материалы
«Основные характеристики электротехнических материалов»
Направление подготовки 140400 Электроэнергетика и электротехника
Квалификация выпускника: бакалавр
Форма образования: очная
Выполнил:
Студент гр. 121221с
Ардашин Тимур Александрович
Проверил:
Меркулов Николай Михайлович
Оценка:
Тула 2013
Тепловые характеристики
Тепловые характеристики позволяют оценить поведение электроизоляционных материалов при нагревании. Это имеет важное значение, так как большинство электроизоляционных материалов в электрических машинах и аппаратах работает при повышенных температурах.
Поведение диэлектрического материала при нагревании характеризуется рядом свойств, которые в совокупности определяют его допустимую рабочую температуру.
К важнейшим термическим свойствам материала относятся: температура плавления; температура размягчения; теплопроводность; теплоемкость; тепловое расширение; нагревостойкость, температура вспышки паров, стойкость к термоударам, холодостойкость.
Весьма важна способность электрической изоляции выдерживать повышенную температуру без существенного уменьшения эксплуатационной надежности, т.к. от этого зависит наивысшая допустимая рабочая температура прибора или устройства.
Нагревостойкость электрической изоляции определяют по изменениям ее электрической прочности, тангенсу угла диэлектрических потерь, потере массы, механической прочности, а так же других параметров при выдержке при повышенных, по сравнению с рабочей, температурах.
Теплопроводность - один из видов переноса теплоты от более нагретых частей к менее нагретым, приводящий к выравниванию температуры.
От теплопроводности электрической изоляции зависит нагрев проводников и магнитопроводов. Теплопроводность влияет на электрическую прочность при тепловом пробое и на стойкость материала к термоударам.
Количественно теплопроводность материалов характеризуется коэффициентом теплопроводности 
, определяемым как количество тепла, прошедшего через единицу площади за единицу времени при градиенте температуры в 1 К/м (К - кельвин).
Большинство диэлектриков имеет значения намного меньше, чем проводниковые.
Физико-химические характеристики
К основным физико-химическим характеристикам материалов относятся:
- кислотное число;
- вязкость;
- водопоглощение;
- тропическая стойкость.
Ответы на вопросы к разделу тепловые характеристики
2.1. У каких материалов определяется температура плавления?
электроизоляционные материалов
2.2. В чем отличие аморфных материалов от кристаллических?
Процесс плавления и затвердевания кристаллических тел сопровождается тепловым эффектом, а у аморфных нет.
2.3. Почему нельзя применять материалы при температурах, близких к температуре размягчения? Т.к. он будет размягчаться и течь.
2.4. В чем отличие теплостойкости материала от его нагревостойкости?
Нагревостойкость - способность выдерживать повышение температуры в течении времени при сохранение нормальной эксплуатационной способности, а теплостойкость способность сохранять жесткость при повышении температуры.
2.5. Что происходит с диэлектрическими материалами при низких температурах?
Повышается эффективность и частотные характеристики.
2.6. Каким параметром определяется холодостойкость жидких диэлектриков? Температура застывания
2.7. Характеристикой, позволяющей оценить стойкость диэлектриков к кратковременному нагреву, является:
A. Нагревостойкость;
B. Теплостойкость;
C. Температура размягчения.
2.8. Дайте определение. Температура размягчения — это температура при которой материал размягчается и приобретает текучесть.
2.15. Дайте определение.
Холодостойкость – это способность материалов противостоять действию низких температур. При низких температурах электрические свойства диэлектриков, как правило, улучшаются, но механические ухудшаются, поэтому холодостойкость определяется на основе изучения механических характеристик.
Температура размягчения – это температура при которой материал размягчается и приобретает текучесть.
Температура вспышки жидких диэлектриков – это температура, при которой пары и газы, образующиеся при постоянном нагревании заданного объема жидкости, вспыхивают (но продолжительно не горят) при соприкосновении их с открытым пламенем. Эта характеристика представляет особый интерес при оценке трансформаторного масла и растворителей для лаков.
2.16. Перечислите тепловые характеристики материалов.
нагревостойкость, теплопроводность, тепловое расширение и холодостойкость, теплоемкость, температуру плавления и размягчения, теплостойкость, температуру вспышки паров жидкости и тропикостойкость.
2.17. Как оценивают коэффициент внутреннего трения жидкости?
Сила вязкого трения F пропорциональна скорости относительного движения V тел, пропорциональна площади S и обратно пропорциональна расстоянию между плоскостями h.
Ответы на вопросы к разделу физико-химические характеристики
2.18. Почему у всех жидкостей с ростом температуры уменьшается вязкость?
Уменьшается сила молекулярного сцепления.
2.19. Как изменяется пропитывающая способность жидких диэлектриков с возрастанием вязкости? Уменьшается
2.20. У каких материалов определяется тропическая стойкость?
Электроизоляционные материалы
2.21. Какие электроизоляционные материалы обладают наибольшей тропической стойкостью? Электрокерамика, безщелочное стекло.
2.22. Как определяют тропическую стойкость материалов?
В зависимости от нагревостойкости, гигроскопичности.
2.23. Вязкость определяет:
A. Пропитывающую способность жидкости;
B. Текучесть жидкости;
C. Густоту жидкости;
D. Все перечисленные характеристики.
2.24. Дайте определение.
Кислотное число — это количество миллиграмм гидроксида калия (KOH), необходимое для нейтрализации всех кислых компонентов, содержащихся в 1 г исследуемого вещества. Кислотное число является мерой суммы карбоновых кислот в органическом соединении, таком как жирные кислоты, или в смеси соединений.
Вязкость — представляет собой коэффициент внутреннего трения при относительном перемещении частиц жидкости, оценивающий ее текучесть. Чем больше вязкость, тем жидкость более густая, т. е. обладает плохой текучестью. Чем меньше вязкость, тем легче заполняются полости, глубже проникает жидкость в пропитываемую изоляцию.
Водопоглощение — это способность материала или изделия впитывать и удерживать в порах и капиллярах воду.
2.25. Определите водопоглощение материала, если в высушенном состоянии он имел массу 15 кг, а после выдержки материала в воде в течение 24 чего масса стала равной 15,5 кг. 3.3%
2.26. Перечислите воздействия, которым подвергаются незащищенные герметически закрытыми оболочками электроизоляционные материалы.
Температура, влага, ультрафиолет и др.
2.27. Перечислите все физико-химические характеристики материалов.
Химостойкость, влагостойкость и водостойкость изоляции, стойкость материалов к воздействию излучений высоких энергий, кислотное число и вязкость жидких материалов.