Задание 1
Задание 2
Задание 3
Задание 4
Список используемой литературы
Задание 1. Электротехнические стали. Области применения.
Электротехническая сталь является основным магнитно-мягким материалом массового потребления. Введением в состав этой стали кремния достигается повышение удельного сопротивления, что дает снижение потерь на вихревые токи. Кроме, того, присутствие в стали кремния способствует выделению углерода в виде графита, а также почти полному раскислению стали. Это дает увеличение μн, уменьшение Hс и снижение потерь на гистерезис. Вместе с тем кремний неблагоприятно влияет на механические свойства железа, увеличивая его хрупкость и затрудняя прокатку в листы и штамповку. При содержании кремния до 4% сталь обладает еще достаточно хорошими механическими свойствами, но при содержании кремния выше 5% она становится очень хрупкой. Путем комбинированной горячей и холодной прокатки кремнистой стали и особой термической обработки можно изготовить текстурованную сталь крупнокристаллического строения, причем кристаллы оказываются ориентированными таким образом, что ось их легкого намагничивания совпадает с направлением прокатки. Магнитные свойства такой стали в направлении прокатки значительно выше, чем стали, не подвергавшейся подобной обработке [1].
Листовая электротехническая сталь подразделяется на следующие марки:
- Э11, Э12, Э13,
- Э21, Э22,
- ЭЗ1, Э32
- Э41, Э42, Э43, Э43А, 944, Э45, Э46, 947, 943,
- Э310, 9320, 9330, Э330А, Э340, Э370, Э380,
- Э1100, Э1200, Э1300, Э3100, Э3200
Первая цифра указывает ориентировочное содержание кремния в, процентах; при увеличении содержания кремния снижается плотность стали и возрастает ее удельное сопротивление.
Вторая цифра характеризует сталь по ее электрическим и магнитным свойствам. Так, при цифрах 1, 2, 3 гарантируются определенные удельные потери при перемагничивании (при частоте 50 Гц) и магнитная индукция в сильных полях. Буква А после цифры обозначает особо низкие удельные потери. Цифра 4 говорит, что для этой стали нормируются потери при перемагничивании на частоте 400 Гц и магнитная индукция в полях средней напряженности.
Задание 2. Контрольные кабели и их маркировка. Специальные кабели, их классификация.
Контрольные кабели предназначены для присоединения электрических приборов и аппаратов в электрических распределительных устройствах с переменным напряжением до 660 В частотой до 100 Гц или постоянным до 1000 В при температуре окружающей среды от –50 до +50 °С. Они могут прокладываться и на открытом воздухе при условии защиты их от механических повреждений и воздействия прямых солнечных лучей. Данные кабели изготовляются с однопроволочными медными и алюминиевыми жилами сечением 0,75–10 мм2, число которых может составлять от 4 до 61.
Кабели могут выпускаться как в общем экране, так и с отдельно экранированными жилами. В качестве материалов для изоляций токопроводящих жил таких кабелей применяются резины с нормальной и повышенной нагревостойкостью, а также пластические массы (полиэтилен, самозатухающий полиэтилен, поливинилхлоридный пластикат, фторопласт). Толщина изоляции, как правило, составляет 0,2–1,2 мм. Оболочки таких кабелей изготовляются из резины, поливинилхлоридного пластиката или из металла (свинцовая или стальная гофрированная).
Система маркировки контрольных кабелей практически не отличается от системы маркировки силовых кабелей низкого напряжения. Отличие состоит лишь в том, что на первом месте в марке контрольного кабеля ставится буква К, если кабель имеет медные жилы, и буквы АК, если алюминиевые [2].
Специальные кабели в зависимости от назначения и условий прокладки разделяются на гибкие высокого напряжения, для радиоустановок, аэродромные, для электросварки.
В последние годы наблюдается бурное развитие волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), важнейшим элементом которых являются волоконно-оптические кабели (ВОК). Узкий световой лазерный луч, модулированный соответствующим образом, может распространяться на большие расстояния и передавать огромный объем информации. Использование его для передачи в атмосфере затруднено из-за больших потерь световой энергии, из-за поглощения и рассеяния, обусловленных загрязнением передающей среды (частички пыли, сажи, газы, капли влаги).
Задание 3. Жидкие кристаллы. Явления в жидких кристаллах. Применение жидких кристаллов. Состав стекла, способ его получения, характеристики, применение в электротехнике.
Жидкими кристаллами называют такие вещества, которые находятся в промежуточном (мезоморфном) состоянии между изотропной жидкостью и твердым кристаллическим телом. С одной стороны, они обладают текучестью, способностью находиться в каплевидном состоянии, а с другой – для них характерна анизотропия свойств и, прежде всего, оптическая анизотропия.
Жидкокристаллическое состояние образуют в основном органические соединения с удлиненной палочкообразной формой молекул. Значительную часть жидких кристаллов составляют соединения ароматического ряда, т.е. соединения, молекулы которых содержат бензольные кольца.
При создании устройств отображения информации на жидких кристаллах наиболее широкое применение находят эффект динамического рассеяния света
Динамическое рассеяние света наблюдается в жидких кристаллах с отрицательной диэлектрической анизотропией и невысоким удельным сопротивлением (порядка 106 Ом∙м). Исходному состоянию соответствует гомеотропная ориентация молекул мезофазы. Благодаря внутренней упорядоченности ячейка прозрачна для падающего света. Под действием внешнего напряжения происходит поворот диполей (их электрический момент перпендикулярен длинным осям молекул) и ориентация изменяется на гомогенную. Одновременно сильное электрическое поле инициирует поток ионов, который нарушает упорядоченное статическое расположение молекул. При выравнивании молекулярных осей по направлению движения ионов возникают турбулентности в мезофазе, которые приводят к локальным изменениям показателя преломления, т.е. возникают рассеивающие свет центры. Внешне это проявляется как помутнение ячейки. Интенсивность светорассеяния, а соответственно и контрастность оптического отклика, усиливаются с увеличением управляющего напряжения. Геометрия высвечиваемого знака задается формой электрода. При отключении поля ячейка возвращается в исходное прозрачное состояние.
Задание 4. Магнитные материалы с прямоугольной петлей гистерезиса. Их характеристики, свойства и применение.
Магнитные материалы с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ) широко применяются в устройствах автоматики, вычислительной техники и связи. Прямоугольной петлёй гистерезиса обладают магний-марганцевые и литиевые ферриты со структурой шпинели, а также пермаллои с добавками марганца, содержащие в обозначении марки букву П. Сердечники импульсных трансформаторов с ППГ позволяют сформировать импульс тока из синусоидально изменяющегося напряжения или импульс напряжения из синусоидально изменяющегося тока. В случае передачи импульса через такой трансформатор прямоугольная петля гистерезиса сердечника способствует увеличению крутизны его фронтов. Сердечники из материала с ППГ имеют два устойчивых магнитных состояния, соответствующих различным направлениям остаточной магнитной индукции. Именно благодаря этой особенности их использовали в качестве элементов для хранения и переработки двоичной информации.
Основным параметром материала с ППГ является коэффициент прямоугольности петли Кпу, представляющий собой отношение остаточной индукции Вr к максимальной Вм, измеренной при H = 5Hc. Желательно, чтобы Кпу был возможно ближе к единице. Для обеспечения быстрого перемагничивания сердечников они должны также иметь небольшой коэффициент переключения Sq, численно равный количеству электричества на единицу толщины сердечника, которое необходимо для перемагничивания его из одного состояния остаточной индукции в противоположное состояние максимальной индукции. Кроме того, материалы с ППГ должны обеспечивать малое время перемагничивания и возможно большую температурную стабильность магнитных характеристик.
Ферриты с ППГ в практике распространены шире, чем тонкие металлические ленты. Это объясняется тем, что технология изготовления ферритовых сердечников наиболее проста и экономична. Ферриты, предназначенные для коммутационных и логических элементов, имеют малое значение коэрцитивной силы (10–20 А/м), а используемые для хранения дискретной информации – повышенное (100–300 А/м). Прямоугольность петли гистерезиса феррита достигается путем выбора химического состава и условий спекания.
