Проводники изоляторы

Задача аналитического расчета электромагнитного поля, связанная с решением уравнений Пуассона и Лапласа, заключается в определении распределения значений А и фэ в объеме V, по которым можно находить остальные характеристики поля (В, Н, D, Е). В такой формулировке задача носит название краевой для уравнений в частных производных. Трудности ее решения заключаются в том, что в реальных электротехнических устройствах, во-первых, неизвестно распределение / и р в объеме V, во-вторых, редко встречаются однородные среды. При этом приходится производить интегрирование, определяя А и фэ по объему, включающему проводники, диэлектрики и окружающее пространство, что связано с очень большой вычислительной работой. Поэтому аналитические методы расчета поля могут быть использованы лишь в некоторых простейших случаях, не имеющих общего практического значения. Необходимость повышения точности расчета современных электрических машин и аппаратов привела к необходимости использовать численные методы расчета полей с использованием вычислительных возможностей современных ЦВМ. Это потребовало разработки новых алгоритмов для расчета электрических и магнитных полей, среди которых применяют методы конечных разностей [18], вторичных источников [19], конечных элементов [20] и комбинированные методы [21]. В следующих параграфах в разном объеме рассматриваются сущность и некоторые вычислительные аспекты указанных методов.

проводники диэлектрики

Оторвавшийся электрон может присоединиться к другому атому (молекуле), так что образуется отрицательный ион, или остаться свободным. Процесс образования ионов называют ионизацией. Количество свободных электронов или ионов в единице объема. вещества (тела) называется концентрацией электрически заряженных частиц и обозначается буквой п. В веществе, помещенном в электрическое поле, под действием сил поля возникает процесс движения свободных электронов или ионов в направлении сил поля, получивший название электрического тока. Свойство вещества проводить электрический ток под действием электрического поля называется электропроводностью вещества. Электропроводность вещества (тела) зависит от концентрации свободных электрически заряженных частиц. При высокой концентрации электропроводность вещества больше, чем при малой. Все вещества в зависимости от электропроводности делятся на проводники, диэлектрики (электроизоляционные материалы) и полупроводники.

Такая энергетическая структура твердых тел позволяет объяснить физическую сущность разделения их на проводники, диэлектрики и полупроводники. На 1.3 показаны типичные диаграммы энергетических зон для проводника, диэлектрика и полупроводника. У проводников зона проводимости и вона валентных электронов перекрывают друг друга, т. е. запрещенная зона отсутствует и валентные электроны легко переходят в зону проводимости. У диэлектриков ширина запрещенной зоны велика, и, следовательно, для перехода валентных электронов в зону проводимости им нужно сообщить значительную энергию (не менее 3 эВ). Для полупроводников запрещенная зона относительно невелика (примерно 0,5—3 эВ), и под действием внешних факторов (тепло, свет, электрическое поле и т. п.) электроны за счет изменения запаса энергии могут перейти из нормальной зоны в зону проводимости. Электропроводность полупроводников неустойчива и сильно зависит от внешних факторов. Следует помнить, что понятие энергетический уровень или энергетическая зона характеризует только энергетическое состояние электрона, а не геометрическое расположение его в теле.

Проводники, диэлектрики, полупроводники

Электрический ток — это явление упорядоченного (направленного) движения заряженных частиц. Свойство вещества проводить электрический ток под действием электрического поля называется электропроводностью. Электропроводность вещества зависит от концентрации носителей заряда, чем выше концентрация, тем больше электропроводность. Все вещества в зависимости от электропроводности делятся на проводники, диэлектрики и полупроводники.

1-1 Электрические заряды и их электрическое поле 7 1-2 Напряженность электрического поля 8 1-3 Графическое изображение поля 9 1-4 Закон Кулона 10 1-5 Теорема Остроградского — Гаусса 12 1-6 Потенциал. Электрическое напряжение 14 1-7 Однородное электрическое поле 17 1-8- Эквипотенциальные поверхности 20 1-9 Проводники, диэлектрики, полупроводники 21

Все вещества в зависимости от способности проводить электрический ток делятся на проводники, диэлектрики и полупроводники. Проводники обладают высокой электрической проводимостью, диэлектрики — ничтожно малой, а полупроводники занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками.

§ 5.3. ЗАПОЛНЕНИЕ ЗОН ЭЛЕКТРОНАМИ; ДЕЛЕНИЕ ТЕЛ НА ПРОВОДНИКИ, ДИЭЛЕКТРИКИ И ПОЛУПРОВОДНИКИ

§ 5.3. Заполнение зон электронами; деление тел на проводники, диэлектрики и полупроводники................ 152-

а) Общие сведения — 6(4) ч. Электрическое поле. Электрическое напряжение. Потенциал, проводники, диэлектрики, полупроводники. Электрическая цепь постоянного тока. Ток, напряжение, работа и мощность. Единицы величин. Закон Ома. Электрическое сопротивление. Последовательное и параллельное соединение сопротивлений. Законы Кирхгофа.

(2) ч. Проводники, диэлектрики, полупроводники, магнитные и немагнитные электротехнические материалы. Их основные электрические свойства и применение в технике.

По способности проводить электрический ток все химические вещества делятся на проводники, изоляторы и полупроводники. Это деление до некоторой степени является условным, поскольку в зависимости от обстановки, в которой проводятся опыты, изоляторы могут стать проводниками, а проводники, например металлы

§ 16.3. ПРОВОДНИКИ, ИЗОЛЯТОРЫ И ПОЛУПРОВОДНИКИ

Карточка № 16.3 (106) Проводники, изоляторы и полупроводники

§ 16.3. Проводники, изоляторы и полупроводники . . 465

ПРОВОДНИКИ, ИЗОЛЯТОРЫ, КАБЕЛИ

Проводники, изоляторы, кабели

Проводники, изоляторы, кабели

Жесткость опорных изоляторов зависит от их конструкции и номинального напряжения. Изоляторы для напряжения до 35 кВ включительно обладают очень большой жесткостью, поскольку высота их относительно мала. Изоляторы для более высоких напряжений имеют большую высоту и меньшую жесткость. Она составляет в зависимости от конструкции от 300 до 2000 Н/мм для изоляторов ПО кВ и 150—200 Н/мм для изоляторов 220 кВ. Это означает, что при КЗ головки изоляторов заметно отклоняются от своего нормального положения под действием электродинамических сил на проводники. Однако изоляторы не разрушаются при условии, что нагрузка на головку не превышает минимальной разрушающей нагрузки.

Проводники, изоляторы, кабели

В пофазно-экранированных токопроводах ( 8.1) проводники каждой фазы вместе с опорными изоляторами охвачены проводящими заземленными экранами — кожухами, назначение которых заключается в следующем: 1) обеспечить безопасность обслуживания; 2) защитить проводники, изоляторы от пыли, влаги, случайного попадания посторонних предметов; 3) исключить возможность междуфазных замыканий в пределах токопровода; 4) уменьшить электродинамические силы взаимодействия между проводниками при внешних КЗ; 5) устранить нагревание индуктированными токами стальных несущих конструкций, арматуры железобетонных стен и перекрытий (§ 4.6).

Глава третья. Проводники, изоляторы, кабели........ 29

соединения; имеет ли припой область кашицеобразного состояния или он сразу переходит из твердого состояния в жидкое; оказывают ли флюс или растворитель для его удаления химическое воздействие на проводники, изоляторы или опоры; образуются ли интерметаллические соединения; каковы возможности автоматизации процесса; стоимость соединения. Все эти вопросы подробно рассмотрены в других местах книги и здесь будет лишь разобран пример, иллюстрирующий многие из этих ограничений.