正确使用常用电工材料(电工材料分类及用途)
- 作者: 向烊
- 发布时间:2023-10-23
常用的电工材料包括哪些
摘要:电工材料有哪些?电工材料是电工领域应用的各类材料的统称。包括导电材料、半导体材料、绝缘材料和其他电介质材料、磁性材料。这些材料均具有一定的电学或磁学性能。【电工材料分类】电工材料有哪些常用的电工材料包括哪些
电工材料有哪些
1、导电材料
具有高电导率的材料,在电工设备中用作导体,如铜、铝等,其典型制品是电线、电缆的导电线心。属于导电材料的还有用于制造电触头、温差电偶、熔丝等的材料。这些材料除电导率高外,还有一些另外的特殊性能,例如制造熔丝的材料需要具有相对低的熔点;触头材料需要高的耐电弧性能等。
高电阻合金如镍铬、铬镍铁、锰铜、康铜也属于导电材料,可用作加热元件,将电能转化为热能,或用于制造电阻器。
石墨是一种特殊的导体,虽然电导率低,但由于它的化学惰性和高熔点,以及它的制品具有低的摩擦系数、一定的机械强度,被广泛地用作电刷、电极等。
属于导电材料的还有低温导电材料和超导材料。例如,纯铝在20K下,即液氢温度范围中是最好的低温导电材料;而铍在77K左右,即液氮温度下电阻率也只有常温下的千分之一到万分之一以下。超导材料一般在接近0K的温度下工作,其电阻率已测不出。80年代已发现上千种超导材料,其中有元素类,也有化合物。较为实用的是Nb3Sn、Nb3Al等。1986年发现的钡、钇、铜、氧化物陶瓷在液氮温度(77K)即具有超导性,这将对超导电技术的普及,甚至对人类文明产生深远影响。
2、半导体材料
电导率介于导电材料和绝缘材料之间,约为105~10-7西/米的材料。对于电子(空穴)电导也可按能带理论的禁带宽度来定义,其值约为0.08~3电子伏(也有人认为其上限应为1.5或2电子伏)。半导体与导体相比,除电导率小外,其电导率随温度升高而增大,而导体的电导率随温度升高而下降。
半导体的性质随缺陷和杂质含量而显著变化,所以可利用掺杂来控制其性能。例如硅、锗中掺入磷、砷、锑等元素可制成电子型(N型)半导体,掺入硼、铝、镓、铟等元素可制成空穴型(P型)半导体。利用N型和P型的不同组合,可获得整流和放大作用,在电工中作为电源和控制、调节之用。
半导体的电导率对外界因素极为敏感,在其作用下可观察到一系列物理现象。例如在不同波长的光照下能产生光电效应,这时电子吸收光能,导致自由载流子浓度增大,从而电导率增大,称为光电导性。利用这一性质,可制成光敏元件。此外,还有热电效应、霍耳效应、磁阻效应、压电效应、场效应和隧道效应等都可加以利用。
半导体可以按化学组分分为有机的和无机的两类,主要使用无机半导体。无机半导体可进一步分为元素型和化合物型。后者按组分元素又可分为二元、三元等发展迅速。半导体也可按其结构形态分为结晶半导体和非晶态半导体。一般多使用前者,但70年代以来正在大力开发后者。
3、电绝缘或电介质材料
电阻率约为1010欧米以上的材料。实用中优良绝缘材料的电阻率在室温下都大于1012欧米。通常所用的绝缘材料都含有杂质,在工作温度下的电阻或电导属离子型。对于电导属电子型的绝缘材料,一般认为禁带宽度在2~3电子伏以上。
电介质材料的特点是其在电场中能发生极化。由于电介质多数是优良的绝缘材料,两者经常作为同义词使用。
绝缘材料常按其聚集状态而分为固态、液态和气态。绝缘材料多数属于固体。液态和气态绝缘材料一般不能起力学上的支撑作用,所以较少单独使用。
气体绝缘材料的特点是电导率、介电常数和介质损耗均低,击穿强度一般比液体和固体绝缘材料也低得多,但击穿后能自行恢复绝缘状态,具有自愈性。六氟化硫气体(SF6)具有较高的击穿强度,广泛用作封闭式电器的绝缘。
液体绝缘材料一般用来替代空气,填充电气设备中的空间,或浸渍设备绝缘结构中的孔隙。除了绝缘作用,它还可以起散热或灭弧作用。在选择液体绝缘材料时应考虑它在电场作用下的稳定性、热稳定性、粘度、闪点、酸值、碱值、杂质含量、水含量、热膨胀系数以及与其他绝缘和结构材料的相容性等。应用最多的液体绝缘材料是矿物绝缘油。为了保证液体材料成分的纯净,发展多种合成绝缘油,如高温下使用的硅油以及十二烷基苯等。
固体绝缘材料可以分成天然的和合成的。天然的有棉纱、丝绸、纸、虫胶、沥青、矿物油、橡胶、石棉、云母等,在19世纪已开始用于电工设备。合成材料,特别是高分子材料,在20世纪得到迅速发展。原因在于高分子材料的绝大多数具有高电阻率,并且高分子材料(包括塑料、合成橡胶和合成纤维等许多品种)能满足多种使用场合的要求。高分子材料与相应的天然材料相比有着更为优异的介电性能、力学性能和耐高温性能,在绝缘材料中占有重要地位。重要的高分子材料有聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚四氯乙烯、聚酯和不饱和聚酯、环氧树脂、有机硅树脂,以及聚酰亚胺为代表的芳杂环高分子材料等。
在无机绝缘材料方面,也有重大的进展。例如,制成了粉云母纸,解决了云母资源的不足;玻璃纤维布的出现,使纤维的耐热等级大大提高;陶瓷品种的发展满足了高机械强度、高温度和高介电常数的要求。由于超导技术的迅速发展,低温电工材料也相应取得重大进展。低温电绝缘漆胶和粘合剂,电工薄膜和层压制品以及低温无机绝缘材料,如玻璃、石英、陶瓷等,都有很大发展。
4、磁性材料
电工中应用的磁性材料主要有铁磁性材料和铁氧体。按其矫顽力可分为软磁材料和永磁材料两大类。软磁材料用于交变磁场,而永磁材料用于静态磁场。按材料组成可分成金属和非金属两种。前者有Fe、Co、Ni、Gd及其合金,也可包括稀土类元素,如RCO5,其中R为稀土元素Sm、Ce和Pr。非铁磁元素的合金也可以成为铁磁材料,例如Mn、Cu和Al等。非金属型材料有铁氧体,它具有磁畴结构,能自发磁化而具有铁磁性。铁磁性材料具有磁滞回线,在交变磁场中造成损耗,必须设法降低。交流磁场作用下引起的涡电流,也会造成损耗。两种损耗统称铁耗,都造成设备发热,这在高频率下特别突出。铁氧体的铁耗在高频下特别小,成为适用于高频的磁性材料。
磁性材料的某些特殊性能还可用于特殊场合。例如具有直角磁滞回线的材料可以用作磁记忆材料。某些磁性材料在磁场强度变化时其几何尺寸发生变化,称为磁致伸缩材料,可用于超声发生器和接收器及机电换能器中,用以测量海洋深度、探测材料的缺陷等。
电工材料的结构
电工领域应用的各类材料的统称。包括导电材料、半导体材料、绝缘材料和其他电介质材料、磁性材料。这些材料均具有一定的电学或磁学性能。具体的电工材料一般按用途分类。例如铁氧体,若按磁导率分,用于磁路时是磁性材料;但按电阻率分,用于电路时属于半导体材料。
电工材料的用途
工程技术领域中,材料占有重要的地位。各种技术都要通过一定的设备来实现,设备则需用具体的材料制作。没有相应的材料,即使是原理上可行的技术和产品,也都无法实现。新材料的出现常能带来技术上的重大进展。电工领域的情况也是如此。例如硅钢片的出现使旋转电机和变压器的效率大大提高,容量也更大,从而促进了电能的远距离输送和广泛应用;高矫顽力、高剩磁的钕铁硼等材料的出现,满足了永磁同步电动机对强磁体的需要,使这类电机在驱动微电机中占有重要地位,并仍在扩大其应用范围。1986年以来,高临界温度超导材料所实现的突破,展现了低耗(或无损耗)输电和电能的工业规模储存的前景,引起世界各国物理界、电工界的注意。研制各种适用电工新材料仍是电工领域的重要任务。
电工材料分类及用途
常用的电工材料主要有导电材料、绝缘材料、磁性材料,以及各种线、管等。
1.导电材料
导电材料的用途是输送和传导电能,它也是制造各种电器的主要材料之一。导电材料一般分为良导体材料和高电阻导电材料。常用的良导体主要是铜、铝、铁等。其他如金、银,其导电性能很好但价格较贵,只用于特殊场合。高电阻材料主要有糠铜、锰铜及铁铬铝合金等,它们主要用于制造精密电阻器。
2.绝缘材料
绝缘材料又称电介质。这类材料的主要特点是具有极高的电阻率.在一定电压作用下.几乎无电流通过,所以常被用来隔离带电体.使电流能沿一定的方向流通.是保证电气安全的物质基础。
绝缘材料种类很多,常见的有三大类:
(1)气体绝缘材料:空气、氮气、六氟化硫、二氧化碳等。
(2)液体绝缘材料:如变压器油、电容器油等矿物质油类。
(3)固体绝缘材料:如胶、纸板、木材、塑料、橡胶、云母等。
绝缘材料统一的型号规格一般由四位数字组成,第一、二位是材料的大、小类号.第三位是材料的耐热等级。按绝缘材料的最高允许工作温度分为7个等级.见表2一3。
3.磁性材料
磁性材料的主要特点是具有高的磁导率。一般用来制造电气设备的铁芯。常见的磁性材料有硅钢、铁氧体、玻莫合金、铸铁等。导电材料是电的良导体,磁性材料是磁的良导体,主要用来构成磁场的通路。
4.电碳材料
电碳材料是具有良好的导电性及优越的电接触性能的特殊导电材料.主要用来制造电机的电刷。连接旋转的转子与外部电源,材料以石墨为主。
常用电工工具注意事项
一、试电笔
使用时,必须手指触及笔尾的金属部分,并使氖管小窗背光且朝自己,以便观测氖管的亮暗程度,防止因光线太强造成误判断,其使用方法见下图所示。
当用电笔测试带电体时,电流经带电体、电笔、人体及大地形成通电回路,只要带电体与大地之间的电位差超过60v时,电笔中的氖管就会发光。低压验电器检测的电压范围的60~500v。
注意事项:
l.使用前,必须在有电源处对验电器进行测试,以证明该验电器确实良好,方可使用。
2.验电时,应使验电器逐渐靠近被测物体,直至氖管发亮,不可直接接触被测体。
3.验电时,手指必须触及笔尾的金属体,否则带电体也会误判为非带电体。
4.验电时,要防止手指触及笔尖的金属部分,以免造成触电事故。
二、电工刀
在使用电工刀时:
l.不得用于带电作业,以免触电。
2.应将刀口朝外剖削,并注意避免伤及手指。
3.剖削导线绝缘层时,应使刀面与导线成较小的锐角,以免割伤导线。
4.使用完毕,随即将刀身折进刀柄。
三、螺丝刀
使用螺丝刀时,
l.螺丝刀较大时,除大拇指、食指和中指要夹住握柄外,手掌还要顶住柄的末端以防施转时滑脱。
2.螺丝刀较小时,用大拇指和中指夹着握柄,同时用食指顶住柄的末端用力旋动。
3.螺丝刀较长时,用右手压紧手柄并转动,同时左手握住起子的中间部分(不可放在螺钉周围,以免将手划伤),以防止起子滑脱。
注意事项
1.带电作业时,手不可触及螺丝刀的金属杆,以免发生触电事故。
2.作为电工,不应使用金属杆直通握柄顶部的螺丝刀。
3.为防止金属杆触到人体或邻近带电体,金属杆应套上绝缘管。
四、钢丝钳
钢丝钳在电工作业时,用途广泛。钳口可用来弯绞或钳夹导线线头;齿口可用来紧固或起松螺母;刀口可用来剪切导线或钳削导线绝缘层;侧口可用来铡切导线线芯、钢丝等较硬线材。钢丝钳各用途的使用方法见上图所示。
注意事项
l.使用前,使检查钢丝钳绝缘是否良好,以免带电作业时造成触电事故。
2.在带电剪切导线时,不得用刀口同时剪切不同电位的两根线(如相线与零线、相线与相线等),以免发生短路事故。
五、尖嘴钳
尖嘴钳因其头部尖细(如图所示),适用于在狭小的工作空间操作。
尖嘴钳可用来剪断较细小的导线;可用来夹持较小的螺钉、螺帽、垫圈、导线等;也可用来对单股导线整形(如平直、弯曲等)。若使用尖嘴钳带电作业,应检查其绝缘是否良好,并在作业时金属部分不要触及人体或邻近的带电体。
六、斜口钳
专用于剪断各种电线电缆,如图所示。
对粗细不同、硬度不同的材料,应选用大小合适的斜口钳。
七、剥线钳
剥线钳是专用于剥削较细小导线绝缘层的工具,其外形如图所示。
使用剥线钳剥削导线绝缘层时,先将要剥削的绝缘长度用标尺定好,然后将导线放入相应的刃口中(比导线直径稍大),再用手将钳柄一握,导线的绝缘层即被剥离。
八、电烙铁
焊接前,一般要把焊头的氧化层除去,并用焊剂进行上锡处理,使得焊头的前端经常保持一层薄锡,以防止氧化、减少能耗、导热良好。
电烙铁的握法没有统一的要求,以不易疲劳、操作方便为原则,一般有笔握法和拳握法两种,如图所示。
用电烙铁焊接导线时,必须使用焊料和焊剂。焊料一般为丝状焊锡或纯锡,常见的剂有松香、焊膏等。
对焊接的基本要求是:焊点必须牢固,锡液必须充分渗透,焊点表面光滑有泽,应防止出现“虚焊”、“夹生焊”。产生“虚焊”的原因是因为焊件表面未清除干净或焊剂太少,使得焊锡不能充分流动,造成焊件表面挂锡太少,焊件之间未能充分固定;造成“夹生焊”的原因是因为烙铁温度低或焊接时烙铁停留时间太短,焊锡未能充分熔化。
注意事项
l.使用前应检查电源线是否良好,有无被烫伤。
2.焊接电子类元件(特别是集成块)时,应采用防漏电等安全措施。
3.当焊头因氧化而不“吃锡”时,不可硬烧。
4.当焊头上锡较多不便焊接时,不可甩锡;不可敲击。
5.焊接较小元件时,时间不宜过长,以免因热损坏元件或绝缘。
6.焊接完毕,应拨去电源插头,将电烙铁置于金属支架上,防止烫伤或火灾的发生。
常用电工工具注意事项 [篇2]
电工常用测量仪表有摇表、万用表和钳形电流表,这些仪表在测量时若不注意正确的使用方法或稍有疏忽,不是将表烧坏,就是使被测元件损坏,甚至还危及人身安全,因此,掌握常用电工测量仪表的正确使用方法是非常重要的。
常用绝缘材料有哪些主要用途是什么
绝缘材料包括气体绝缘材料、液体绝缘材料和固体绝缘材料。
1、气体绝缘材料
通常情况下,常温常压下的干燥气体均有良好的绝缘性能。作为绝缘材料的气体电介质,还需要满足物理、化学性能及经济性方面的要求。空气及六氟化硫气体是常用的气体绝缘材料。
2、液体绝缘材料
绝缘油有天然矿物油、天然植物油和合成油。主要应用于电力变压器、少油断路器、高压电缆、油浸式电容器等设备。天然植物油有蓖麻油、大豆油等。合成油有氧化联苯甲基硅油、苯甲基硅油等,主要用于电力变压器、高压电缆、油浸纸介电容器中。
3、固体绝缘材料
固体绝缘材料的种类很多,其绝缘性能优良,在电力系统中的应用很广。常用的固体绝缘材料有:绝缘漆、绝缘胶;纤维制品;橡胶、塑料及其制品;玻璃、陶瓷制品;云母、石棉及其制品等。
绝缘材料的主要作用是在电气设备中将不同电位的带电导体隔离开来,使电流能按一定的路径流通,还可起机械支撑和固定,以及灭弧、散热、储能、防潮、防霉或改善电场的电位分布和保护导体的作用。
在直流电压作用下,不导电或导电极微的物质,其电阻率一般大于1010Ω·m。绝缘材料有尽可能高的绝缘电阻、耐热性、耐潮性,还需要一定的机械强度,涉及电工、石化、轻工、建材、纺织等诸多行业领域。
扩展资料
预防绝缘材料损坏的措施
1、不使用质量不合格的电气产品。
2、按工作环境和使用条件正确选用电气设备。
3、按规定正确安装电气设备或线路。
4、按技术参数使用电气设备,避免过电压和过负荷运行。
5、正确选用绝缘材料。
6、按规定的周期和项目对电气设备进行绝缘预防性试验。
7、适当改善绝缘结构。
8、在搬运、安装、运行和维护中避免电气设备的绝缘结构受机械损伤,受潮湿、污物的影响。
参考资料来源:百度百科—绝缘材料