VẬT LIỆU ĐIỆN

Vật liệu điện là tất cả những chất liệu dùng để sản suất các thiết bị sửdụng trong lĩnh vực ngành điện. Thường được phân ra các vật liệu theođặc điểm, tính chất và công dụng của nó, thường là các vật liệu dẫn điện,vật liệu cách điện, vật liệu bán dẫn và vật liệu dẫn từ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
VẬT LIỆU ĐIỆN V T LI U I N BÀI GI NGV T LI U I N 1 V T LI U I NCHƯƠNG 1 KHÁI NI M V V T LI U I N M c ích chương này nh c l i m t s ki n th c cơ b n ã ư c h cph thông trung h c c n thi t v c u t o v t ch t trư c khi nghiên c u nh ngv t li u k thu t i n c th .1.1.KHÁI NI M V V T LI U I N1.1.1. KHÁI NI MV t li u i n là t t c nh ng ch t li u dùng s n su t các thi t b s d ngtrong lĩnh v c ngành i n. Thư ng ư c phân ra các v t li u theo c i m,tính ch t và công d ng c a nó, thư ng là các v t li u d n i n, v t li u cách i n, v t li u bán d n và v t li u d n t .1.1.2.C U T O NGUYÊN T C A V T LI UNguyên t là ph n t cơ b n nh t c a v t ch t. M i v t ch t u ư c c u t ot nguyên t và phân t theo mô hình nguyên t c a Bo.Nguyên t ư c c u t o b i h t nhân mang i n tích dương (g m proton p vànơtron n) và các i n t mang i n tích âm (electron, ký hi u là e) chuy n ng xung quanh h t nhân theo m t qu o xác nh.Nguyên t : Là ph n nh nh t c a m t phân t có th tham gia ph n ng hoáh c, nguyên t g m có h t nhân và l p v i n t hình 1.1- H t nhân : g m có các h t Proton và Nơrton V nguyên t- V h t nhân g m các electron chuy n ngxung quanh h t nhân theo qu o xác nh.Tùy theo m c năng lư ng mà các i n t ư c x p H t nhân Hình 1.1. C u t o nguyên tThành l p. i u ki n bình thư ng, nguyên t trung hòa v i n, t c là: ∑(+)h t nhân = ∑(-)e Kh i lư ng c a e r t nh : me= 9,1 .10-31 (Kg) qe = 1,601 . 10-19 (C) Do i n t có kh i lư ng r t nh cho nên linh ho t c a t c chuy n ng khá cao. m t nhi t nh t nh, t c chuy n ng c a electron r tcao. N u vì nguyên nhân nào ó m t nguyên t b m t i n t e thì nó trthành Ion (+), còn n u nguyên t nh n thêm e thì nó tr thành Ion (-). 2 V T LI U I N Quá trình bi n i 1 nguyên t trung hòa tr thành i n t t do hay Ion(+) ư c g i là quá trình Ion hóa. có khái ni m v năng lư ng c a i n t xét trư ng h p ơn gi n c anguyên th Hydro, nguyên t này ư c c u t o t m t proton và m t i n te (hình 1.2). Khi i n t chuy n ng trên qu o có bán kính r bao quanh h t nhân,thì gi a h t nhân và i n t e có 2 l c: - e L c hút (l c hư ng tâm): f = q 2 1 2 (1-1) r r f2 = mv 2 và l c ly tâm: (1-2) r Hình 1.2. Mô hình nguyên t H trong ó: m - kh i lư ng c a i n t , v - v n t c dài c a chuy n ng tròn q2 tr ng thái trung hòa, hai l c này bân b ng: f1 = f2 hay mv2 = (1-3) rNăng lư ng c a i n t s b ng: We = T + U ( ng năng T + Th năng U)trong ó: T = mv , U = - q . 2 2 2 r V y We = T + U = q - q = - q hay We = - q 2 2 2 2 (1-4) 2r r 2r 2r Bi u th c trên ch ng t m i i n t c a nguyên t u tương ng v im t m c năng lư ng nh t nh và di chuy n nó t i qu o xa hơn ph icung c p năng lư ng cho i n t ,... Năng lư ng c a i n t ph thu c vàobán kính qu o chuy n ng. i n t ngoài cùng có m c năng lư ng th pnh t do ó d b b t ra và tr thành tr ng thái t do. Năng lư ng cung c p cho i nt e nó tr thành tr ng thái t do g i là năng lư ng Ion hóa (Wi). tách m t i n t tr thành tr ng thái t do thì ph i c n m t nănglư ng Wi ≥ We. Khi Wi < We ch kích thích dao ng trong m t kho ng th igian r t ng n, các nguyên t sau ó l i tr v tr ng thái ban u. 3 V T LI U I N Năng lư ng Ion hóa cung c p cho nguyên t có th là năng lư ng nhi t,năng lư ng i n trư ng ho c do va ch m, năng lư ng tia t ngo i, tia c c tím,phóng x . Ngư c l i v i quá trình Ion hóa là quá trình k t h p: Nguyên t + e → Ion (-). Ion (+) + e → nguyên t , phân t trung hòa.1.1.3.C U T O PHÂN T C A V T LI U Là ph n nh nh t c a m t ch t tr ng th i t do nó mang y các c i m, tính ch t c a ch t ó, trong phân t các nguyên t liên k t v i nhaub i liên k t hóa h c.V t ch t ư c c u t o t nguyên, phân t ho c ion theocác d ng liên k t dư i ây: 1.1.3.1. Liên k t ng hóa tr Liên k t này c trưng b i s ki n là m t s i n t ã tr thành chungcho các nguyên t tham gia hình thành phân t . L y c u trúc c a phân t clo làm ví d : phân t này g m 2 nguyên t clovà như ã bi t, nguyên t clo có 17 i n t , trong ó 7 i n t l p ngoàicùng ( i n t hoá tr ). Hai nguyên t clo liên k t b n v ng v i nhau b ngcách s d ng chung hai i n t như trên hình 1.3 . L p v ngoài cùng c am i nguyên t ư c b sung thêm m t i n t c a nguyên t kia. •• •• •• •• • • Cl • + • Cl • ⇒ • Cl • Cl • • • • • •• •• •• •• Hình 1.3. Phân t liên k t ng h ...