Termopara składa się z dwóch cienkich drucików metalowych (termoelektrod), różniących się potencjałami termoelektrycznymi, zespawanych lub zlutowanych ze sobą na jednym końcu, zaizolowanych elektrycznie i umieszczonych w obudowie. Różnica potencjałów powstająca na styku metali nazywana jest kontaktową różnicą potencjałów, a jej wartość zależy od rodzaju stykających się metali oraz temperatury złącza. Zasada działania termopar opiera się na zjawisku Seebecka. Główną zaletą tych urządzeń jest przetwarzanie bezpośrednio wielkości nieelektrycznej -temperatury, na wielkość elektryczną - napięcie. Pozwala to przesyłać sygnały na duże odległości, przetwarzanie i gromadzenie danych o temperaturze badanego obiektu, a także sterowanie różnymi procesami. Ponadto termopary są niezawodne, proste i tanie.

Kleszcze DIETZA Jest rodzaj amperomierza prądu zmiennego z przekładnikiem prądowym, którego obwód magnetyczny może być otwierany dla wprowadzenia do kleszczy przewodu, w którym mierzy się prąd. Jako przekładnik prądowy działa przewód z prądem mierzonym (jako uzwojenie pierwotne przekładnika), otwierany obwód magnetyczny (magnetowód), zbudowany z blach z materiału magnetycznie miękkiego oraz uzwojenie wtórne - cewka o dużej liczbie zwojów, umieszczona na nieotwieranej części magnetowodu. Zasada działania:
Kleszcze Dietza korzystają z Prawo Ampère'a. Prąd mierzony, płynący w pojedynczym przewodzie powoduje, że przewód jest otoczony wyidukowanym polem magnetycznym, które następnie jest wychwytywane przez magnetowód, na którym jest umieszczona cewka - jest to uzwojenie wtórne przekładnika. Wartość tego pola zależy od wartości prądu. Zmienne pole magnetyczne indukuje prąd w cewce, następnie ten jest doprowadzony do amperomierza, który jest wyskalowany według prądu w uzwojeniu pierwotnym (czyli w przewodzie przechodzącym przez zaciśnięte kleszcze). Podczas pomiaru magnetowód musi być zamknięty. Kleszcze te umożliwiają jedynie pomiar prądu przemiennego. W ten sposób można zmierzyć prąd w przewodzie bez rozcinania go i bez naruszania izolacji. Obecnie produkowane są multimetry cęgowe mające możliwość pomiaru nie tylko prądu przemiennego ale również prądu stałego, napięć stałych, przemiennych, rezystancji, pojemności, częstotliwości czy temperatury.

Temperaturowy współczynnik rezystancji (α lub TWR) to względna zmiana rezystancji danego materiału przy zmianie temperatury o 1 K, wyrażona w K^-1. W elektronice stosuje się między innymi rezystory wykonane ze specjalnych stopów metali o małym α, jak manganin czy konstantan. Zależność rezystancji od temperatury jest dla większości metali w przybliżeniu liniowa i dla szerokiego przedziału temperatur prawdziwy jest wzór:

gdzie:R_T - rezystancja w temperaturze T [Ω],R₀ - rezystancja w temperaturze odniesienia T₀ [Ω],α - temperaturowy współczynnik rezystancji [K^-1],ΔT - zmiana temperatury równa T-T₀ [K],

Wartości współczynnika α dla wybranych metali
Materiał		Żelazo		Wolfram	Glin		Miedź	Srebro	Platyna	Manganin	Konstantan
α [K^-1]		6,5·10^-3		4,5·10^-3	4,4·10^-3		3,9·10^-3	4,1·10^-3	3,9·10^-3	3·10^-5	2·10^-5
materiał		rezystywność (Ω·m)
srebro		1,59 · 10^−8
miedź		1,72 · 10^−8
złoto		2,44 · 10^−8
aluminium		2,82 · 10^−8
nikiel		6,99 · 10^−8
żelazo		10 · 10^−8
cyna		10,9 · 10^−8

Rezystywność jest wielkością zależną od temperatury. Opór właściwy metali przy wzroście temperatury rośnie na skutek zmniejszenia ruchliwości elektronów, w różnym stopniu dla różnych metali. Jedynie niewielki wzrost występuje w stopach oporowych o specjalnym składzie. Wartość oporu właściwego metali w bardzo niskich temperaturach zależy w dużym stopniu od jego czystości. Niewielkie domieszki mogą silnie zmienić opór właściwy przewodników w pobliżu zera bezwzględnego. W półprzewodnikach samoistnych wraz ze wzrostem temperatury rezystywność maleje.W niektórych materiałach w pewnej temperaturze, zwanej temperaturą przejścia, opór właściwy spada gwałtownie do zera, przechodzą one w stan nadprzewodnictwa. Zależność taka jest typowa dla bardzo wielu metali i stopów. Tabela rezystywności niektórych substancji (w temp. 20 °C).

Konwekcja - proces przekazywania ciepła związany z makroskopowym ruchem materii w gazie, cieczy bądź plazmie, np. powietrzu, wodzie, plazmie gwiazdowej. Czasami przez konwekcję rozumie się również sam ruch materii związany z różnicami temperatur, który prowadzi do przenoszenia ciepła. Ruch ten precyzyjniej nazywa się prądem konwekcyjnym. Każda konwekcja wynika z istnienia prądu konwekcyjnego. W konwekcji naturalnej prąd ten powodowany różnicą gęstości pomiędzy obszarami o różnej temperaturze w płynie. W stanie stacjonarnym prądy konwekcyjne tworzą zamknięte pętle - komórki konwekcyjne. Komórka konwekcyjna, w danych warunkach (różnicy temperatur, lepkości płynu) ma pewne minimalne rozmiary. Jeżeli objętość, w której znajduje się płyn, jest mniejsza od minimalnego rozmiaru komórki konwekcyjnej, wówczas prąd konwekcyjny nie powstaje i zjawisko konwekcji nie zachodzi. Efekt ten ma kluczowe znaczenie w konstruowaniu materiałów izolacyjnych, w których występują przestrzenie wypełnione powietrzem.Przykłady ruchów konwekcyjnych:**gorące gazy unoszące się do góry nad płomieniem.**śreżoga - rozedrgane powietrze tworzące wrażenie mgły w gorący i upalny dzień (np. nad rozgrzanym asfaltem)**delikatny ruch wody podczas podgrzewania.

Omówić materiały izolacyjne stosowane w elektroenergetyce.

Sześciofluorek siarki SF₆: nietoksyczny, trwały do temp. 500°C, nie wywołuje korozji, gęstość 5x większa od powietrza, 3x lepsze własności izolacyjne od powietrza, niepalny, dobrze gasi łuk elektryczny, wymaga hermetyzacji kadzi. Stosowany w nowszych transformatorach, wyłącznikach i rozdzielniach.Oleje mineralne - głównie stosowane do gaszenia łuków elektrycznych, do izolacji w transformatorach (także konserwacji), jako chłodziwo.

Wyroby ceramiczne - głownie ze względu na dużą odporność na warunki atmosferyczne, temperaturę, wytrzymałość mechaniczną, niska cena (porcelana elektrotechniczna, kamionka) używane np. w izolatorach.Kalafonia - żywica pochodzenia roślinnego, używana do zagęszczania olejów mineralnych, nasycania papieru izolacyjnego.Izolacja papierową wykonuje się w postaci taśmy. Jest ona impregnowana syciwem elektroizolacyjnym składającym się z oleju kablowego (60-80%), kalfonii sosnowej balsamicznej, wosków syntetycznych lub poliizobutynu (substytut). Proces suszenia, odgazowani i nasycenia odbuwa się w kotłach w temp. 120Guma - materiał dość tani, używany do izolacji elementów pod niskim napięciem lub odzieży/narzędzi ochronnej.Polietylen: charakteryzuje się bardzo dobrymi własnościami elektrycznymi - ma niewielką stałą dielektryczną, stratność i wysoką rezystywność. Izolacja polietylenowa jest lekka, odporna na działanie wody i większości związków chemicznych oraz daje się łatwo usunąć z żyły. Stosowana głównie do izolacji przy nap. do 30kV. Polietylen nie jest odporny na ultrafiolet, ale dodatek antyutleniaczy i pigmentów uodparnia go na promieniowanie słoneczne. Polietylen jest łatwopalny i kapie gdy się pali, a przy tym rozprzestrzenia płomień. Natomiast usieciowanie lub domieszki pewnych substancji uodporniają izolację polietylenową na rozprzestrzenianie płomienia.Polipropylen (PP) ma własności elektryczne zbliżone do polietylenu, ale jest od niego twardszy i bardziej odporny na temp. Ponieważ jest sztywniejszy niż polietylen, stosowany jest głównie do przewodów o małych wymiarach, a jego dobre własności elektryczne zapewniają małe tłumienie sygnałów.Polichlorek winylu otrzymuje się z soli kamiennej i węgla. Ma właściwości termoplastyczne, charakteryzuje się dużą wytrzymałością mechaniczną, jest odporny na działanie wielu rozpuszczalników. Zalety: niska cena substancji wyjściowych, nieskomplikowana metoda wytwarzania odporność na nieorganiczne związki chemiczne, posiada właściwości samogasnące, dobra wytrzymałość mechaniczna, ma możliwość przetwarzania różnymi metodami Wady: niska odporność na oddziaływanie wysokiej temp w procesach przetwórczych, niską udarność twardego PVC w niskich temp

Miedź -Odznacza się plastycznością, dobrymi właściwościami wytrzymałościowymi, dużą przewodnością ele i cieplną. Własności w dużym stopniu zależą od jej czystości. Wykazuje znaczą odporność na korozje w normalnej atmosferze. Stosuje się w przewodach giętkich (duża odporność na zginanie), instalacje stałe (bezpieczeństwo pracy i niezawodność), uzwojenia maszyn elektrycznych i traf(zajmują mniej miejsca od Al). Typowe stopy Cu-Mn (manganin, Izabelin, inmet) i Cu-Ni (konstantan). Aluminium - jest metalem barwy srebrzystobiałej o małej gęstości (2,7g/cm2), dużej przewodności elektrycznej i cieplnej oraz odporności na korozję. Posiada słabe właściwości mechaniczne. Stosuje się je w przypadkach gdy zastosowanie droższej miedzi nie jest konieczne najczęściej ze względów ekonomicznych ale nie tylko. Przewód aluminiowy może mieć prawie 70% większy przekrój od miedzianego i przy połowie mniejszej masie, dzięki czemu można zmniejszyć koszty konstrukcji słupów nośnych i ograniczenie strat w wyniku ulotu w liniach WN. Stopem jest duralumin (AlCu3Mg), silumin z dodatkiem krzemu (dobra wytrzymałość i właściwości lejne) Dodatki stopowe, takie jak magnez i miedz zwiększają wytrzymałość, nikiel poprawia odporność korozyjną stopu.

Aluminium cechuje się dużą plastycznością. Ma temperaturę topnienia 660,4 °C, temperaturę wrzenia 2060 °C. Mała gęstość 2,7 g/cm³ (3 razy mniejsza niż żelaza) kwalifikuje ten metal do grupy metali lekkich. Dzięki tej właściwości i stosunkowo bogatemu występowaniu w przyrodzie (ok. 7%) jest szeroko stosowany w przemyśle lotniczym i transporcie i elektrotechnice. Aluminium cechuje się dobrym przewodnictwem cieplnym i elektrycznym (gorszym jednak niż miedź), stąd jego zastosowanie na przewody elektryczne. Na powietrzu pokrywa się cienką warstwą Al₂O₃, która chroni je przed dalszym utlenianiem. Jest odporne na działanie wody, H₂CO₃, H₂S, wielu kwasów organicznych, związków azotowych. Natomiast nie jest odporne na działanie wodorotlenków (np. NaOH, KOH), kwasów beztlenowych (HF, HCl), wody morskiej i jonów rtęci. Wytrzymałość czystego wyżarzonego aluminium jest niska R_m = 70 - 120 MPa, R_e = 20 - 40 MPa.

Stopy aluminium Właściwości wytrzymałościowe czystego aluminium są stosunkowo niskie, dlatego stosuje się stopy, które po odpowiedniej obróbce cieplnej mają wytrzymałość nawet kilkakrotnie większą. Stopy aluminium cechują się korzystnym parametrem konstrukcyjnym, tzn. stosunkiem wytrzymałości do ciężaru właściwego, który jest większy niż dla stali, a oprócz tego ich udarność nie maleje w miarę obniżania temperatury, dzięki czemu w niskich temperaturach mają większą udarność niż stal. Mają jednak niską wytrzymałość zmęczeniową. Przykłady stopów aluminium**Fechral (chromal) - stop żelaza, chromu i aluminium - odporny na utlenianie oraz siarkę, używany do wyrobu elementów grzejnych w postaci drutów i taśm**Kantal (kanthal) - stop żelaza i chromu z niewielkim dodatkiem glinu i kobaltu. Charakteryzuje się dużym oporem właściwym i ma zastosowanie w produkcji drutów oporowych oraz elementów grzejnych.Przewodniki - ρ₂₀ ≤ 10^-6 [Ωm]. Charakteryzuje się małą rezystywnością, dużą konduktywnością (w porównaniu do innych materiałów). Atomy metali w sieci krystalicznej pozbawione są elektronów walencyjnych, tworzących gaz elektronowy, umożliwiający przewodzenie. Są bardziej stabilne i odporne od półprzewodników.Półprzewodniki - 10^-4 ≤ ρ₂₀ ≤ 10⁶[Ωm]. Silna zależność konduktywności od czystości danego materiału oraz czynników zewnętrznych - temperatury, pola elektrycznego i promieniowania. Ogólnie półprzewodniki nie są ani dobrymi przewodnikami ani izolatorami. Ich własności wykorzystuje się, ponieważ stanowią dobry materiał „decyzyjny” albo przewodzą albo nie, co odpowiada reprezentacji 0 lub 1 w informatyce.

Dielektryk, izolator elektryczny - materiał, w którym bardzo słabo przewodzony jest prąd elektryczny. Może to być rezultatem niskiej koncentracji ładunków swobodnych, niskiej ich ruchliwości, lub obu tych czynników równocześnie. W technice często przyjmuje się, że oporność właściwa dielektryków jest większa od 10⁷ Ωm.Konduktywność to wielkość fizyczna charakteryzująca przewodnictwo elektryczne materiału.( j=σ*E j-gęstość prądy E-natężenie pola elektrycznego
) Nadprzewodnictwo - stan materiału polegający na zerowej rezystancji, jest osiągany w niektórych materiałach w niskiej temperaturze. Zastosowanie nadprzewodnictwa. Brak strat energii na wydzielanie ciepła w trakcie przepływu prądu elektrycznego w nadprzewodniku stwarza możliwości praktycznego zastosowania nadprzewodników. Ograniczeniem w ich stosowaniu jest konieczność utrzymywania materiału w niskiej temperaturze, oraz to, że poznane dotychczas nadprzewodniki wysokotemperaturowe są materiałami ceramicznymi (a więc są kruche, sztywne itd.). Nadprzewodniki metaliczne wykorzystywane są głównie w silnych elektromagnesach. Trwają prace nad uzyskaniem materiałów i technologii umożliwiających konstruowanie z nadprzewodników wysokotemperaturowych nadprzewodzących energetycznych linii przesyłowych, silników elektrycznych itp. Nadprzewodniki mogą znaleźć zastosowanie również w elektronice.

---