Bài 36: Vật liệu kỹ thuật điện

Dựa vào đặc tính và công dụng người ta phân vật liệu kỹ thuật thành 3 loại chính:

• Vật liệu dẫn điện

• Vật liệu cách điện

• Vật liệu dẫn từ

I. Vật liệu dẫn điện

• Vật liệu cho dòng điện chạy qua gọi là vật liệu dẫn điện

• Vật liệu dẫn điện có điện trở xuất nhỏ: 10^-6 — 10^-8

• Bảng điện trở suất của một số chất:

• Kim loại: 

  • Vàng bạc: làm vi mạch, linh kiện quý

  • Đồng, nhôm, hợp kim đồng nhôm làm dây điện, bộ phận dẫn điện trong các TBĐ

  • Hợp kim Pheroniken, nicrom khó nóng chảy, chế tạo dây bàn là, mỏ hàn, bàn là, bếp điện

II. Vật liệu cách điện

• Không cho dòng điện chạy qua

• Ví dụ:

  • Vỏ dây điện thường làm bằng cao su,

  • Vỏ quạt điện làm bằng nhựa,

  • Vỏ bếp điện thường được làm bằng sứ,

  • Chuôi kìm điện thường làm bằng cao su…..

• Có điện trở suất lớn 10⁸ — 10¹³

• Làm giấy, thuỷ tinh, nhựa ebonit….

• Chú ý:

  • Ở nhiệt độ làm việc cho phép, tuổi thọ của vật liệu cách điện khoảng 15 đến 20 năm.

  • Nhiệt độ làm việc tăng quá nhiệt độ cho phép từ 80C đến 10⁰C, tuổi thọ của vật liệu cách điện chỉ còn một nửa

  • Ngoài ra, do các tác nhân bên ngoài như: nhiệt độ, chấn động và các tác động hóa học, vật lí cũng có thể làm vật liệu cách điện bị già hóa, giảm tuổi thọ hoặc hư hỏng

III. Vật liệu dẫn từ

• Vật liệu mà đường sức từ trường chạy qua được gọi là vật liệu dẫn từ.

• Thép kĩ thuật điện: Anico, Ferit..

• Làm lõi dẫn từ của nam châm điện, lõi máy biến áp, lõi máy phát điện

Đặc tính và tên các phần tử của thiết bị điện được chế tạo từ các vật liệu kĩ thuật điện. 

• Chú ý:

  • Ngoài 3 vật liệu kĩ thuật điện nêu trên còn một loại vật liệu khá phổ biến khác, đó là: Vật liệu bán dẫn.

  • Ở điều kiện thường, bán dẫn không dẫn điện. Khi được kích thích bằng ánh sáng hoặc nhiệt độ, đến một giới hạn nào đó, bán dẫn sẽ cho dòng điện đi qua

  • Vật liệu bán dẫn được sử dụng rộng rãi trong ngành điện tử và vi điện tử để sản xuất các thiết bị điện tử như: tranzito, diốt, vimạch điện tử….

IV. Đèn sợi đốt

1. Cấu tạo:

• Gồm ba bộ phận chính: Bóng thủy tinh, sợi đốt, đuôi đèn.

a. Sợi đốt:

• Có dạng lò xo xoắn.

• Làm bằng vonfram.

• Biến đổi điện năng thành quang năng.

b. Bóng thủy tinh:

• Bóng đèn làm bằng thủy tinh chịu nhiệt.

• Người ta hút hết không khí và bơm vào trong khí trơ để làm tăng tuổi thọ sợi đốt 

c. Đuôi đèn:

• Đuôi đèn làm bằng đồng hoặc sắt tráng kẽm và được gắn chặt với bóng thủy tinh. Trên đuôi có hai cực tiếp xúc.

• Có hai kiểu: Đuôi xoáy và đuôi ngạnh. 

2. Đặc điểm của đèn sợi đốt:

• Đèn phát ra ánh sáng liên tục.

• Hiệu suất phát quang thấp

• Tuổi thọ thấp: Vì sợi đốt bị đốt nóng ở nhiệt độ cao.

3. Số liệu kỹ thuật:

• Điện áp định mức và công suất định mức.

4. Sử dụng:

• Dùng để chiếu sáng trong sinh hoạt.

• Cần phải vệ sinh thường xuyên.

Bài 1:

Hãy kể tên những bộ phân làm bằng vật liệu dẫn điện trong các đồ dùng điện mà em biết ? Chúng làm bằng vật liệu dẫn điện gì ? 

Hướng dẫn giải

• Phích cắm và ổ lấy điện

1. Hai chốt phích cắm điện

2. Thân phích cắm điện

3. Vỏ dây điện

4. Hai lõi dây điện

5. Hai lỗ lấy điện

• Lõi dây điện, chốt phíc cắm…thường làm bằng đồng hoặc nhôm

• Dây trở cho mỏ hàn, nồi cơm điện…thường làm bằng hợp kim pheroniken, nicrom vì chúng khó nóng chảy

Bài 2:

Hãy kể tên những bộ phân làm bằng vật liệu cách điện trong các đồ dùng điện mà em biết ? Chúng làm bằng vật liệu cách điện gì ?

Hướng dẫn giải

• Vỏ dây điện:Cách ly hai lõi dây điện với nhau và cách ly hai lõi dây điện với bên ngoài

• Thân phích cắm điện: Cách ly hai chốt phích cắm với nhau và cách ly các phần tử mang điện bên trong với môi trường bên ngoài.

• Một số vật liệu cách điện: Giấy cách điện, thủy tinh, nhựa ebonit, sứ, mica, nhựa đường, cao su, dầu máy biến áp, gỗ khô, không khí…

• Công dụng: dùng để chế tạo các thiết bị cách điện, các phần tử (bộ phận) cách điện của các thiết bị điện

Bài 3:

Vì sao thép kỹ thuật điện được dùng để chế tạo các lõi dẫn từ của các thiết bị điện ? 

Hướng dẫn giải

• Thép kĩ thuật điện còn gọi là: Thép silic, là tôn silic, thép điện từ. nó dùng để chế tạo các lõi dẫn từ của thiết bị điện vì nó có tính năng từ tính cao hiểu nôm na là khả năng hút hoặc đẩy mạnh.Và có tính trễ từ thấp tức là lâu bị mất từ tính , tính thẩm từ rất cao. 

• Mặt khác thép kĩ thuật có thành phần là Silic (là nguyên tố mở rộng vùng α), khi hoà tan vào ferit nó nâng cao điện trở của pha này và làm giảm tổn thất dòng fucô, ngoài ra Si còn tác dụng tăng dộ từ thẩm và giảm lực khử từ, giá trị cảm ứng bão hoà lớn

Như tên tiêu đề của bài Vật liệu kỹ thuật điện, sau khi học xong bài này các em cần nắm vững các nội dung trọng tâm sau: 

• Nhận biết được vật liệu dẫn điện; vật liệu cách điện; vật liệu dẫn từ.

• Hiểu được đặc tính và công dụng của mỗi loại vật liệu kỹ thuật điện.

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua Giải bài tập Công nghệ 8 Bài 36 và làm bài kiểm tra Trắc nghiệm Công nghệ 8 Bài 36 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. Các em được làm bài thi MIỄN PHÍ để test kiến thức cho bản thân nhé.

Nếu có thắc mắc về nội dung bài học thì các em có thể đặt câu hỏi ở phần Hỏi đáp nhé.

Các em quan tâm có thể tham khảo thêm bài học tiếp theo:

>> Bài trước: Bài 35: Thực hành - Cứu người bị tai nạn điện

>> Bài sau: Bài 37: Phân loại và số liệu kỹ thuật của đồ dùng điện

Chúc các em học tốt!