Giáo trình Vật liệu - khí cụ điện (Nghề: Điện công nghiệp - Trung cấp) - Trường Cao đẳng nghề Xây dựng

Giáo trình Vật liệu - khí cụ điện (Nghề: Điện công nghiệp - Trung cấp) được biên soạn với mục tiêu nhằm nhằm cung cấp những kiến thức về khái niệm, cấu tạo, nguyên lý, cách lựa chọn và cách sửa chữa, bảo dưỡng những sai hỏng thường gặp của các vật liệu - khí cụ điện thường dùng trong hệ thống điện và điều khiển máy điện. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Vật liệu - khí cụ điện (Nghề: Điện công nghiệp - Trung cấp) - Trường Cao đẳng nghề Xây dựng BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: VẬT LIỆU-KHÍ CỤ ĐIỆN NGÀNH/NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo quyết định số: …. /QĐ … ngày … tháng … năm … của Hiệu trưởng Quảng Ninh, năm 2020 1 2 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nội bộ nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. LỜI GIỚI THIỆU Môn học Vật liêu - Khí cụ điện là môn học bắt buộc trong chương trình đào tạo Cao đẳng và Trung cấp nghề điện công nghiệp. Tài liệu “Vật liêu - Khí cụ điện” được biên soạn theo nội dung của chương trình chi tiết môn “Vật liêu - Khí cụ điện” đào tạo trình độ Cao đẳng và Trung cấp nghề điện công nghiệp tại Trường Cao đẳng nghề Xây dựng, tài liệu này nhằm cung cấp những kiến thức về khái niệm, cấu tạo, nguyên lý, cách lựa chọn và cách sửa chữa, bảo dưỡng những sai hỏng thường gặp của các Vật liệu -Khí cụ điện thường dùng trong hệ thống điện và điều khiển máy điện. Nội dung của tài liệu gồm: Chương 1: Vật liệu điện; Chương 2: Khí cụ điện. Mặc dù đã cố gắng trong quá trình biên soạn, nhưng chắc chắn tài liệu không tránh khỏi những khiếm khuyết. Tác giả rất mong nhận được góp ý trân thành của bạn đọc để tài liệu được hoàn thiện hơn Trân thành cảm ơn! Nhóm tác giả 3 4 Chương I: VẬT LIỆU ĐIỆN 1. Vật liệu dẫn điện 1.1. Khái niệm chung 1.1.1. Khái niệm Vật liệu dẫn điện là vật chất mà ở trạng thái bình thường có các điện tích tự do. Nếu đặt chúng vào trong 1 điện trường, các điện tích sẽ chuyển động theo một hướng nhất định của điện trường và tạo thành dòng điện. Người ta gọi đó là vật liệu có tính dẫn điện. 1.1.2. Phân loại a. Nhóm 1: Vật liệu dẫn điện có tính dẫn điện tử hay vật dẫn loại 1 (vật dẫn kim loại) Phần lớn thuộc về kim loại, hợp kim, một số ít là phi kim loại, thường tồn tại ở thể rắn,trường hợp đặc biệt ở thể lỏng là thủy ngân. - Đặc trưng của nhóm vật liệu dẫn điện là: Mọi sự hoạt động của các điện tích không làm thay đổi thực thể tạo nên vật dẫn đó. Có hai loại vật liệu dẫn điện có tính dẫn điện tử. Loại 1: Có điện trở suất nhỏ gồm các vật liệu như đồng, nhôm, vàng, bạc. Khi sử dụng thường là hợp kim. Ứng dụng: Dùng làm dây dẫn, dây điện từ trong máy điện, khí cụ điện và một số dụng cụ đo lường. Loại 2: Có điện trở suất cao ví dụ như: Hợp kim Manganin, Constantan. Ứng dụng: Dùng làm biến trở, điện trở mẫu, dùng trong các loại bóng đèn. b. Nhóm 2: Vật liệu dẫn điện có tính dẫn ion hay vật dẫn loại 2 (vật dẫn điện phân) Phần lớn chúng tồn tại dưới dạng dung dịch như axit, kiềm, muối… Đặc trưng của nhóm là: Khi dòng điện chạy qua vật dẫn làm thay đổi hoặc biến đổi hóa học trong nó. 1.2. Tính chất chung 1.2.1. Tính cơ học Là những đặc trưng cơ học biểu thị khả năng của kim loại hay hợp kim chịu tác động của các loại tải trọng. Các đặc trưng đó bao gồm: a. Độ bền: là khả năng chống lại các tác dụng của lực bên ngoài mà không bị phá hỏng. Tùy theo các dạng khác nhau của ngoại lực mà ta có các loại độ bền: độ bền kéo (sk), độ bền nén (sn), độ bền uốn (su). Đơn vị đo của độ bền thường dùng là N/mm2 hoặc MN/mm2. b. Độ cứng: là khả năng chống lại biến dạng dẻo cục bộ khi có ngoại lực tác dụng lên kim loại thông qua vật nén. Nếu cùng một giá trị lực nén mà vết lõm trên mẫu đo càng lớn thì độ cứng của vật liệu đó càng kém. Thử độ cứng được thực hiện trên máy thử, và được đánh giá bằng các đơn vị đo độ cứng như sau: độ cứng Brinen (HB), Rocvell (HRA, HRB, HRC), Vicke (HV). c. Độ dẻo: là khả năng vật liệu thay đổi hình dáng kích thước mà không bị phá hủy khi chịu tác dụng của lực bên ngoài. 5 Để xác định độ dẻo người ta thường tiến hành đánh giá theo cả hai chỉ tiêu cùng xác định trên mẫu sau khi thử độ bền kéo: - Độ giãn dài tương đối (δ): là khả năng vật liệu thay đổi chiều dài sau khi bị kéo đứt. - Độ thắt tiết diện tương đối (ψ): là khả năng vật liệu chịu thay đổi tiết diện sau khi bị kéo đứt. Ở đây: l0 và l1 là chiều dài mẫu trước và sau khi kéo, được tính cùng đơn vị đo. F0 và F1 là diện tích tiết diện mẫu trước và sau khi kéo, được tính cùng đơn vị đo. d. Độ dai va đập: là khả năng vật liệu chịu được tải trọng va đập mà không bị phá hủy, ký hiệu là ak và đơn vị đo là J/mm2 hoặc kJ/m2. 1.2.2. Tính vật lý Là những tính chất của kim loại thể hiện qua các hiện tượng vật lý khi thành phần hóa học của kim loại đó không thay đổi. Lý tính cơ bản của kim loại gồm có: khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy, tính dãn nở, tính dẫn nhiệt, tính dẫn điện và từ tính. a. Khối lượng riêng: là khối lượng của 1 cm3 vật chất. Trong đó m: là khối lượng của vật chất. V là thể tích của vật chất. b. Tính nóng chảy: kim loại có tính chảy loãng khi bị đốt nóng và đông đặc lại khi làm nguội. Nhiệt độ ứng với lúc kim loại chuyển từ thể đặc sang thể lỏng hoàn toàn gọi là điểm nóng chảy. Điểm nóng chảy có ý nghĩa quan trọng trong công nghệ đúc, hàn. c. Tính dẫn nhiệt: là tính truyền nhiệt của kim loại khi bị đốt nóng hoặc bị làm lạnh. Tính truyền nhiệt của kim loại giảm xuống khi nhiệt độ tăng và ngược lại khi nhiệt độ giảm xuống. d. Tính giãn nở: là tính chất thay đổi thể tích khi nhiệt độ của kim loại thay đổi. Được đặc trưng bằng hệ số ...