Электротехническое материаловедение

Магнитные материалы — это класс веществ, обладающих способностью изменять свои физические свойства под воздействием внешнего магнитного поля, а также создавать собственное магнитное поле. Они являются основой всей современной электротехники и электроники: от гигантских турбогенераторов на электростанциях и тяговых двигателей электропоездов до микроскопических элементов памяти в компьютерах. История магнетизма — это путь от мистики к точной … Читать далее

Проводниковые материалы (или просто проводники) — это класс веществ, которые обладают способностью проводить электрический ток под воздействием внешнего электрического поля. С точки зрения зонной теории твердого тела, это материалы, в которых валентная зона и зона проводимости перекрываются, либо энергетическая щель между ними ничтожно мала, что обеспечивает высокую концентрацию свободных носителей заряда (электронов) даже при комнатной … Читать далее

Полупроводники — это фундамент современной цивилизации, «кремниевая нефть» цифровой эпохи. Исторически первым наблюдением полупроводниковых свойств считается эксперимент Майкла Фарадея в 1833 году, который заметил, что сульфид серебра, в отличие от металлов, уменьшает свое электрическое сопротивление при нагревании. Однако настоящая революция произошла в середине XX века с изобретением транзистора (Бардин, Браттейн, Шокли, 1947 г.), что открыло … Читать далее

Газообразные диэлектрики — это класс электроизоляционных материалов, находящихся в газообразном агрегатном состоянии, основной функцией которых является предотвращение протекания электрического тока между частями электроустановки, находящимися под разными потенциалами. Кроме того, они часто выполняют функции теплоносителя (охлаждающей среды) и дугогасящей среды. История применения газов в электротехнике начинается с самого момента открытия электричества, так как атмосферный воздух был … Читать далее

Электроизоляционные материалы являются «кровеносной системой» высоковольтного оборудования. От их качества, чистоты и стабильности зависит надежность всей энергетической сети. История применения жидких диэлектриков берет свое начало в конце XIX века, когда с ростом напряжений возникла необходимость в среде, сочетающей высокие изолирующие свойства с эффективным теплоотводом. Первые эксперименты с нефтяными дистиллятами показали их превосходство над воздухом, что … Читать далее

Мир электроэнергетики и электроники немыслим без надежной изоляции. Твердые неорганические диэлектрики — это фундамент, на котором строятся высоковольтные линии электропередачи (ЛЭП), мощные генераторы и прецизионная электроника. В отличие от органических полимеров, неорганические материалы обладают уникальной устойчивостью к старению, температурным перегрузкам и воздействию электрической дуги. Твердые неорганические диэлектрики — это класс материалов минерального происхождения, характеризующихся широкой … Читать далее

Волокнистые электроизоляционные материалы (диэлектрики) представляют собой обширный класс материалов, структурную основу которых составляют волокна — частицы с высоким коэффициентом удлинения (отношение длины к диаметру \( L/D \gg 1 \)). Исторически это одни из первых материалов, позволивших человечеству освоить электрическую энергию. Еще на заре электротехники в XIX веке пропитанная бумага и хлопчатобумажные ткани стали фундаментом для … Читать далее

Электроизоляционные материалы являются фундаментом надежности любой энергетической системы. Среди них особую роль играют твердые полимеры, которые за последние 100 лет совершили настоящую революцию, вытеснив традиционные бумажно-масляные и керамические изоляторы во многих областях техники. Что же такое полимеры в контексте диэлектриков? Это класс материалов, обеспечивающих формирование потенциального барьера, препятствующего протеканию электрического тока, обладающих уникальным сочетанием механической … Читать далее

Данный материал представляет собой фундаментальное описание поведения электроизоляционных материалов под воздействием факторов окружающей среды (влаги) и тепловых нагрузок. Исторически изучение диэлектриков началось еще с опытов Фарадея и Максвелла в XIX веке, однако именно инженерные задачи XX века — создание мощных трансформаторов и высоковольтных линий — потребовали глубокого понимания того, как вода и тепло разрушают изоляцию. … Читать далее

Электрический пробой — это критическое изменение состояния вещества, при котором диэлектрик (изолятор) под воздействием сильного электрического поля теряет свои исключительные изолирующие свойства и становится проводником. В этот момент через материал начинает протекать ток высокой плотности, что часто приводит к необратимым разрушениям структуры. Краткая история. Изучение пробоя началось с первых экспериментов с электричеством в XVIII веке. … Читать далее