Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЕЕ ВЫПОЛНЕНИЮ

по дисциплине «Материаловедение»

 

для специальностей:

13.02.03 Электрические станции, сети и системы

13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования

 

 

2015 г

 

Одобрено цикловой комиссией электротехнических дисциплин

 

Составила Корнеева Л.К

Ответственный за выпуск Смирнова А.Ю.

Редактор Иванова Л.А.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ВАРИАНТ 1

1. Расскажите об основных характеристиках и классификации магнитных материалов.

2. Приведите примеры полупроводников химических соединений. Расскажите об их свойствах и применении.

3. Опишите свойства и область применения кремнийорганических и фторорганических диэлектриков.

4. Расскажите об основных механических характеристиках материалов и методах механических испытаний.

5. Объясните механизм пробоя газообразных диэлектриков.

6. ЗАДАЧА. Контрольный кабель сечением 2,5 мм2 длиной 500 м имеет при нормальной температуре сопротивление 5,66 Ом. Укажите материал, из которого изготовлены токоведущие жилы кабеля. Рассчитайте сопротивление кабеля при температуре 40 C. Полученный результат проанализируйте.

 

ВАРИАНТ 2

 

1. Как получается эффект выпрямления? Какие материалы используются для изготовления выпрямителей.

2. Расскажите о видах, свойствах и области применения неметаллических проводников материалов.

3. Каковы изменения, происходящие в структуре стали при ее нагревании и охлаждении?

4. Расскажите о сущности процесса поляризации и ее различных видах. В чем состоит разница между поляризацией диэлектриков и процессами в проводнике, внесенном в электрическое поле?

5. Каковы виды, свойства и применение магнитомягких материалов?

6. ЗАДАЧА. Для равномерного электрического поля при частоте 50 Гц, приняв двойной запас электрической прочности, рассчитайте рабочее напряжение изоляционной конструкции, если в качестве диэлектрика применен электротехнический фарфор толщиной 10 мм.

ВАРИАНТ 3

1. Кратко изложите основные способы получения чугуна и стали.

2. Расскажите об электропроводности жидких диэлектриков и влиянии на нее различных факторов.

3. Опишите свойства и области применения в электротехнике важнейших полимеров.

4. В чем состоит отличие полупроводников от проводников?

5. Каковы виды, свойства и применение магнитотвердых материалов?

6. ЗАДАЧА. Определите рассеиваемую в конденсаторе мощность при постоянном напряжении и диэлектрические потери при переменном напряжении. Полученный результат сравните и проанализируйте. Исходные данные для расчетов приведены в таблице 1.

Таблица 1

Вариант Площадь пластин, S, Толщина диэлектрика, h, м Удельное объемное сопротивление, , Oм*м Относительная диэлектрическая проницаемость, Тангенс угла диэлектрических потерь, tg Частота переменного Тока, f, Гц Напряжение, кВ
0,025 0,002 2,6 5*
0,1 0,001 7*
0,25 0,05 5*

 

ВАРИАНТ 4

1. Каковы свойства и применение легированных сталей?

2. Какие материалы называются волокнистыми? Каковы их виды, свойства область применения?

3. Что такое тангенс угла диэлектрических потерь? Как он изменяется от внешних воздействий для полярных и неполярных диэлектриков?

4. Что называется нагревостойкостью и теплостойкостью изоляционных материалов? Как классифицируются они по нагревостойкости?

5. Расскажите о составе, свойствах и области применения ферритов.

6. ЗАДАЧА. Определите удельное объемное сопротивление диэлектрика плоского конденсатора, если при постоянном напряжении 500В ток утечки через него 6* А. Толщина диэлектрика 0,1 мм, площадь каждой обкладки конденсатора 10 см2.

ВАРИАНТ 5

1. Расскажите о проводниковых материалах высокой проводимости. Дайте их сравнительную характеристику.

2. Что такое сплав? Как классифицируются сплавы? Вычертите диаграммы состояния двойных сплавов, компоненты которых в твердом состоянии образуют механические смеси, и двойных сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии, дайте пояснения к ним.

3. Расскажите о видах и принципах маркировки кабелей.

4. Опишите различные формы пробоя твердых диэлектриков и влияние различных факторов на электрическую прочность.

5. Расскажите о видах, свойствах и применении слоистых пластиков.

6. ЗАДАЧА (см. вариант 3).

 

ВАРИАНТ 6

1. Перечислите основные электрические характеристики диэлектриков. Укажите их единицы измерения; опишите, какие свойства диэлектриков они отражают.

2. Расскажите о влиянии углерода и различных примесей на структуру и свойства чугуна и стали.

3. Каковы характерные свойства и области применения германия?

4. Расскажите о свойствах и применении стекол и ситаллов.

5. Дайте характеристику сплавов высокого сопротивления различных назначений.

6. ЗАДАЧА. Определите, до какой температуры нагрелась обмотка двигателя, если до начала работы при температуре 20 C сопротивление обмотки его из меди составляло 0,15 Ом, а по окончании -0,17 Ом.

ВАРИАНТ 7

1. Что такое лаки и компаунды, какие они бывают и где используются?

2. Какие материалы используются для получения варикондов, термисторов, варисторов, фотоэлементов , фотосопротивлений? На чем основано применение этих материалов?

3. Расскажите о процессах нагрева и охлаждения кристаллических и аморфных веществ, иллюстрируя ответ кривыми охлаждения и нагрева с указанием критических точек. Разберите подробно соответствующие кривые для чистого железа.

4. Расскажите о видах контактов, требованиях, предъявляемых к ним, и материалах, для них используемых.

5. Что такое относительная диэлектрическая проницаемость? В какие пределах она изменяется у диэлектриков разных видов?

6. ЗАДАЧА. (см. вариант 3).

 

ВАРИАНТ 8

1. Поясните разницу в механизме электропроводности проводников, полупроводников, диэлектриков. Приведите значение удельных сопротивлений для этих групп материалов.

2. Приведите классификацию и маркировку углеродистых сталей.

3. Каковы свойства, виды и области применения нефтяных масел?

4. Что такое сегнетоэлектрики, каковы их свойства и области применения?

5. Опишите свойства газов, применяемых в качестве диэлектриков.

6. ЗАДАЧА. Два отрезка проволоки длиной 10 м имеют одинаковое электрическое сопротивление. Определите сечение алюминиевой проволоки, если известно, что сечение медной – 6 . Результат проанализируйте.

ВАРИАНТ 9

1. Для каких целей применяется термическая обработка металлов и сплавов? Перечислите и дайте краткую характеристику основным ее видам.

2. Подробно опишите влияние внешних факторов на проводимость полупроводниковых материалов.

3. Опишите влияние состава резиновых смесей на электрические, механические, тепловые свойства конечного продукта.

4. Расскажите о магнитных материалах специального назначения.

5. Что такое сверхпроводимость и криопроводимость? Где они используются?

6. ЗАДАЧА. Проволока сечением 4 и длиной 400 м имеет при нормальной температуре сопротивление 1,73 Ом. Определите, из какого материала она изготовлена и какое сопротивление она будет иметь при температуре 100 С.

 

ВАРИАНТ 10

1. Опишите и сравните между собой различные виды изделий из щепаной слюды и слюдяных отходов.

2. Что такое сварка и каковы ее основные способы?

3. Чем отличается полупроводники от диэлектриков?

4. Расскажите подробно об электропроводности газообразных диэлектриков и влиянии на нее различных факторов. Назовите газы, применяемые в качестве диэлектриков.

5. Перечислите основные характеристики магнитных материалов и объясните природу их магнитных свойств

6. ЗАДАЧА. Для работы в однородном электрическом поле при частоте 50 Гц в качестве диэлектрика применено стекло толщиной 10 мм. Рассчитайте рабочее напряжение изоляционной конструкции, приняв двойной запас электрической прочности. Как изменится рабочее напряжение, если стекло заменить электротехническим фарфором? Результат проанализируйте.

 


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ

ВАРИАНТЫ 1 И 9

 

1. Для определения материала проводника определите величину его удельного сопротивления по формуле:

 

r Ом*

где R- сопротивление, Ом;

S-сечение,

l- длина проводника, м

Значения p проводниковых материалов см. в таблице П1

 

2. Сопротивление материала проводника при температуре определяется по формуле:

= Ом.

где , - сопротивление соответственно при температурах и , Ом

а –температурный коэффициент удельного сопротивления, (см. табл.П1)

Примечание: За нормальную температуру принимается значение 20 .

 

 

ВАРИАНТ 2 И 10

1. Определите величину пробивного напряжения диэлектрика:

= MB(кВ)

где E электрическая прочность, МВ/м(кВ/мм) (см.таблицу П2);

h – толщина диэлектрика м(мм).

 

2. Рассчитайте рабочее напряжение изоляционной конструкции, используя формулу:

,

где k – коэффициент запаса электрической прочности.

 

 

ВАРИАНТ 3, 5, 7

1. Для определения рассеиваемой в конденсаторе мощности при постоянном напряжении определите:

1.1.Объемное сопротивление диэлектрика

Ом,

где удельное объемное сопротивление, Ом*м;

h – толщина диэлектрика, м;

S-площадь пластин конденсатора, ;

 

1.2.Объемный ток утечки

,

где U – напряжение, B.

1.3.Рассеиваемую в конденсаторе мощность

 

P=U , Вт.

 

2. Диэлектрические потери в конденсаторе при переменном напряжении определяются по формуле:

где U-напряжение, В;

;

C= - емкость конденсатора, Ф;

tg -тангенс угла диэлектрических потерь.

ВАРИАНТ 4

1. Определите величину объемного сопротивления диэлектрика:

, Ом.

2. Рассчитайте значение удельного объемного сопротивления

используя формулу:

, Ом,

 

где h-толщина диэлектрика, м;

S- площадь обкладок конденсатора, .

 

ВАРИАНТ 6

Конечную температуру нагрева обмотки двигателя определите,

пользуясь формулой:

= Ом,

где

(cм.табл. П1)

ВАРИАНТ 8

Для решения этой задачи необходимо знание формулы для определения сопротивления проводника:

.

Значение удельных сопротивлений меди и алюминия см. табл.П1

ПРИЛОЖЕНИЯ

Таблица П1

Материал Удельное сопротивление r,Ом* Температурный коэффициент удельного сопротивления -1
Алюминий 0,0283 0,0042
Медь 0,0175 0,0043

Примечание. 1 Ом*м= /м=1мкОм*м

 

Таблица П2

Материал Электрическая прочность диэлектрика
Стекло 100-300
Керамика 10-30
Слюда 100-200

Примечание. 1 МВ/м=1кВ/мм= В/м

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.