Giáo trình Vật liệu điện (Nghề: Điện công nghiệp - Trình độ: Cao đẳng) - Trường CĐ Cơ điện-Xây dựng và Nông lâm Trung bộ

Giáo trình Vật liệu điện được biên soạn gồm các nội dung chính sau: khái niệm về vật liệu điện; vật liệu cách điện; vật liệu dẫn điện; vật liệu dẫn từ;...Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Vật liệu điện (Nghề: Điện công nghiệp - Trình độ: Cao đẳng) - Trường CĐ Cơ điện-Xây dựng và Nông lâm Trung bộ BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔNTRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN – XÂY DỰNG VÀ NÔNG LÂM TRUNG BỘ GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU ĐIỆN NGHỀ : ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ : CAO ĐẲNGBan hành kèm theo Quyết định số 77/QĐ-CĐTB-ĐT ngày 19 tháng 01 năm 2021 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cơ điện – Xây dựng và Nông lâm Trung bộ Năm 2021 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể đượcphép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và thamkhảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanhthiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. Bản quyền thuộc về Khoa Điện –điện tử trường Cao đẳng CĐ- XD- & NLTB Mọi chi tiết xin liên hệ về khoa Điện- điện tử ĐT: Email: khoad.dientu@gmail.com CHƢƠNG I KHÁI NIỆM VỀ VẬT LIỆU ĐIỆN Giới thiệu Vật liệu điện có vai trò rất to lớn trong công nghiệp điện. Để thấy rõ được bản chấtcách điện hay dẫn điện của các loại vật liệu, chúng ta cần hiểu những khái niệm về cấu tạocủa vật liệu cũng như sự hình thành các phần tử mang điện trong vật liệu. Bên cạnh đóchúng ta cũng cần nắm rõ về nguồn gốc, cách phân loại các loại vật liệu đó như thế nào đểtiện lợi cho quá trình lựa chọn và sử dụng sau này. Nội dung bài học này nhằm trang bị chohọc viên những kiến thức cơ bản trên nhằm giúp cho học viên có những kiến thức cơ bản đểhọc tập những bài học sau có hiệu quả hơn. 1.1. Khái niệm về vật liệu điện. 1.1.1. Khái niệm Tất cả những vật liệu dùng để chế tạo máy điện, khí cụ điện, dây dẫn hoặc những vậtliệu dùng làm phụ kiện đường dây, được gọi chung là vật liệu điện. Như vậy vật liệu điệnbao gồm: Vật liệu dẫn điện, vật liệu cách điện, vật liệu dẫn từ. Để thấy được bản chất dẫnđiện hay cách điện của vật liệu, chúng ta cần hiểu khái niệm về cấu tạo vật liệu cũng như sựhình thành các phần tử mang điện trong vật liệu. 1.1.2. Cấu tạo nguyên tử của vật liệu Như chúng ta đã biết, mọi vật chất được cấu tạo từ nguyên tử và phân tử. Nguyên tử làphần tử cơ bản của vật chất. Theo mô hình nguyên tử của Bor, nguyên tử được cấu tạo bởihạt nhân mang điện tích dương và các điện tử (êlectron e) mang điện tích âm, chuyển độngxung quanh hạt nhân theo quỹ đạo nhất định. Hạt nhân nguyên tử được tạo nên từ các hạtprôton và nơtron. Nơtron là các hạt không mang điện tích còn prôton có điện tích dương vớisố lượng bằng Zq. Trong đó: Z: số lượng điện tử của nguyên tử đồng thời cũng là số thứ tự của nguyên tố đó ở trongbảng tuần hoàn Menđêlêép. -19 - q: điện tích của điện tử e (qe=1,601.10 culông). Prôton có khối lượng bằng 1,67.1027 -31 kg, êlêctron (e) có khối lượng bằng 9,1.10 kg. Ở trạng thái bình thường, nguyên tử được trung hòa về điện, tức là trong nguyên tử cótổng các điện tích dương của hạt nhân bằng tổng các điện tích âm của các điện tử. Nếu vì lýdo nào đó, nguyên tử mất đi một hay nhiều điện tử thì sẽ trở thành điện tích dương mà tathường gọi là ion dương. Ngược lại nếu nguyên tử trung hòa nhận thêm điện tử thì trở thànhion âm. Để có khái niệm về năng lượng của điện tử, ta xét nguyên tử của hiđrô, nguyên tử nàyđược cấu tạo từ một prôton và một điện tử. 1 Khi điện tử chuyển động trên quỹ đạo tròn bán kính r xung quanh hạt nhân thì điện tửsẽ chịu lực hút f1 của hạt nhân và được xác định bởi công thức sau: q2 f 1  (1.1) r2 Lực hút f1 được cân bằng bởi lực ly tâm của chuyển động f2 được xác định bởi côngf2, thức sau: mv 2 f 2  (1.2) 2 Trong đó: - m: là khối lượng của điện tử. - v: là tốc độ chuyển động của điện tử. q2 Từ (1.1) và (1.2) ta có: f1 = f2 hay là: mv 2  (1.3) r mv 2 Trong quá trình chuyển động điện tử có một điện năng: T và một thế năng 2 2 qU   2 ...