Zestaw 1

1.Gęstość prądu. Energia cieplna.

czas relaksacji zależy od struktury materiałów

λ-średnia droga pomiędzy kolejnymi uderzeniami

V-średnia prędkość ruchu cieplnego

prędkość ruchu cieplnego związana jest ze średnią energią cieplną

T-temp, k-stała Boltzmana

stąd

i

2.Struktura pasmowa materiałów izolacyjnych.

Pasmo walencyjne jest całkowicie zajęte, elektrony nie mogą pobierać energii od pola elektrycznego bo wszystkie poziomy są już zajęte a do następnego pasma jest duża odległość. Pasmo wzbronione jest bardzo szerokie, poza tym pierwiastek łatwo przewodzi prąd gdy posiada więcej poziomów energetycznych w paśmie walencyjnym niż elektronów.

3.Dipol elektryczny.

4.Polaryzacja elektronowa.

atom to kula, środek to punktowy ładunek dodatni otoczony kulą elektronową, gęstość równomierna,

polaryzowalność elektronowa

5.Szeregowy schemat kond.ze startami.

straty mocy

straty przeważnie przez prąd przewodzenia

straty przeważnie w okładkach i przewodach

6.Wytrzymałość dielektryczna.

7.Starzenie się materiałów izolacyjnych.

trwałość

1-jedna reakcja, 2-kilka reakcji

im wyższa temp.tym niższa trwałość

trwałość>20lat,
θ-temp w celsjuszach

8.Straty w mat.magnet.

Na histerezie. Straty są proporcjonalne do wartości maxB, do polaHm i zależą od Hc(pola koercji). Straty są funkcją natęż.koercji, indukcji szczątkowej, indukcji max i grubości blachy transformatorowej.
wolno maleje ze wzrostem grubości.

Na prądy wirowe. Im większy przekrój blachy tym większy strumień i większy prąd wirowy. Mniejsza grubość to mniejsza siła elektromotor. Aby zapobiec stratom rdzeń jest oddzielony blaszkami odizolowanymi od siebie

d-grubość, D-gęstość, k-współcz.

Większa rezystywność i mniejsza grubość blachyto mniejsze straty, blacha jest dobra dla małych częstotliwości(bo ciepło).

Zestaw 2

1.Wzór na prawo Ohma w postaci różniczkowej. Czas relaksacji. Wzór na konduktywność metali.

n-koncentracja atomów, l-długość przewodnika, U-różnica potencjałów na końcach przewodnika, s-pole przekroju przewodnika,

natężenie pola elektrycznego(z taką siłą działa pole na ładunek)

średni czas relaksacji prędkości(atom przyspiesza, natrafia na przeszkodę, hamuje, oddaje energię i znów przyspiesza)

prędkość unoszenia(średnia z jaką porusza się elektron) q=nsle całkowity ładunek elektronów w przewodniku

czas relaksacji zależy od struktury materiału

2.Struktura pasmowa metali. Temperaturowa zależność rezystywności czystych metali. Wpływ domieszek i odkształceń metali na ich rezystywność.

Połówka pasma walencyjnego jest zajęta, oznacza to że taki pierwiastek może przewodzić prąd elektryczny. Gdy dostarczamy energię to el.przechodzą do pasma przewodnictwa, stają się „wspólne” i „wędrują” po sieci, ,mogą być nośnikami energii elektrycznej.

λ-średnia droga pomiędzy kolejnymi uderzeniami

V-średnia prędkość ruchu cieplnego

prędkość ruchu cieplnego związana jest ze średnią energią cieplną

T-temp, k-stała Boltzmana

stąd

Teoria klasyczna nie uwzględnia znaczenia mechaniki kwantowej. Oznacza to że rezystancja(a więc i rezystywnosć) powinna wzrastać z temp.a w teorii mechaniki kwantowej ta zależność jest liniowa.

m-masa efektywna(zależy od rodzaju materiału przez który przepływa prąd)

τs-rozproszenie na drganiach sieci krystalicznej

τd-na domieszkach

τn-na odkształceniach mechanicznych

wyższa amplituda-wyższa rezystancja

jeśli materiał jest z domieszkami to el.napotykają nowe przeszkody i znów następuje rozproszenie(czas relaksacji obniży się)

3.Definicja przenikalności dielektrycznej względnej. Wzór na pojemność kondensatora płaskiego z dielektrykiem.

E₀-natężenie pola w próżni

E_d-natężenie pola w dielektryku

dielektryk powoduje wzrost pojemności kondensatora

C₀-pojemność kondensatora

C_d-pojemność kond.z dielektrykiem

4.Polaryzacja jonowa. Wyprowadzić wzór na podatność dielektryczną w przypadku pol.jonowej.

odległości są jednakowe

f_i-siła potrzebna do przesunięcia na jednostkę długości

współczynnik polaryzowalności jonowej

,N-liczba jonów

P-moment dipolowy jednostki objętości

każdy jon otoczony jest chmurą elektronową i elektrony także ulegają przesunięciu, polaryzacja zachodzi gdy pole elektryczne jest włączone

5.Polaryzacja orientacji. Zależność polaryzacji orientacji od temp.

polaryzowalność orientacji

im większa temp.tym mniejszy moment dipolowy, im większa temp.tym większa polaryzacja, polaryzacja objętości zanika przy wysokich temp.

6.Równoległy schemat zastępczy kond.ze stratami, tg kąta strat, straty energii.

Spadek napięcia na kond.i na rezystorze są takie same, prąd płynący przez kond.jest przesunięty o 90 stopni w stosunku do napięcia

straty mocy
współczynnik strat

i_p-prąd przewodzenia, i_c-prąd pojemnościowy, C_r-pojemność układu

7.Przebicie w materiałach izolacyjnych. Przebicie elektronowe i cieplne.

źródła przebicia to domieszki, wtrącenia gazowe i inne, mostki przewodzące

przebicie cieplne:

P_c-moc cieplna, P_o-moc odprowadzona,

przebicie elektronowe jest odwracalne, nie zachodzą reakcje chemiczne

δ-dielektryk jednorodny

8.Pętla histerezy. Podstawowe właściwości materiałów ferromagnetycznych.

H_s-natężenie nasycenia

B_s-indukcja nasycenia

B_r-indukcja szczątkowa przy H=0

H_c-natężenie koercji(aby rozmagnesować materiał namagnesowany)

B_sH_s/2-gęstość energii magnetycznej

im większa pętla tym większe straty mocy, kształt zależy od podstawowego składu materiału, od zawartości domieszek zależy szerokość pola koercji a zatem także straty, przejście ze stanu ferromagnetycznego do paramagnetycznego charakteryzuje temp.Curie, przy wzroście temp.ruch cieplny doprowadza do tego że przy określ.temp.oddziaływ.momentów dipolowych będzie maleć. Ustawienie równoległe momentów dipolowych zaniknie po pewnym czasie.

---