Strona2

2

2.    Wstęp

Konstrukcja urządzeń elektroenergetycznych determinowana jest przede wszystkim własnościami materiałowymi tworzyw użytych do ich budowy.

Materiałoznawstwo elektrotechniczne jest dziedziną interdyscyplinarną. Obejmuje takie dyscypliny naukowe jak: metalurgia, fizyka, chemia, elektrotechnika, medycyna pracy, biologia. Z punktu widzenia historii materiałoznawstwa elektrotechnicznego, nazewnictwo elektryczne materiałów zapoczątkowane zostało poprzez wprowadzenie dwóch pojęć tj. idealnego przewodnika, w którym występują wyłącznie ładunki swobodne oraz idealnego izolatora (dielektryka), w którym występują ładunki związane. Obecnie podział ten jest uzupełniony pojęciem materiału półprzewodzącego. Kryterium przewodnictwa elektrycznego jest najpowszechniej stosowanym kryterium podziału materiałów elektrotechnicznych.

Podział na materiały przewodzące, półprzewodzące i elektroizolacyjne jest dokonany umownie na podstawie mierzonej przy 20 [°C] wartości rezystancji i obliczonej wartości rezystywności i przedstawia się następująco:

-    materiały przewodzące (przewodniki)

P2o°c S 10^-6 [Q m], y > 10⁶ [S/m]

-    materiały półprzewodzące (półprzewodniki)

10'⁴ < p₂₀o_C < 10-⁶ [Q m], 10-6 < y < 10⁴ [S/m]

-    materiały elektroizolacyjne (dielektryki)

p₂₀o_C > 1010 [n m], y * 10’¹⁰ [S/m] przy wilgotności względnej powietrza 65%.

Poza w/w podziałem pozostaje grupa materiałów magnetycznych (magnetyków)

Materiały przewodzące to przede wszystkim metale i ich stopy Metal to substancja złożona z jednego podstawowego pierwiastka oraz różnego rodzaju zanieczyszczeń metalicznych i niemetalicznych. Stop jest to materiał o cechach metalicznych składający się co najmniej z dwóch pierwiastków, z których na ogół jeden użyty do produkcji w przew'ażającej ilości jest metalem. Należy rozróżnić pojęcie stopu od pojęcia spieku. Stopy otrzymuje się poprzez obróbkę cieplną w stanie ciekłym. Spieki otrzymuje się metodą metalurgii proszków (ceramiki metali). Są one złożone z metali w sobie nierozpuszczalnych (pseudostopy) lub trudno rozpuszczalnych. Należy wyraźnie podkreślić, że własności mechaniczne stopów są z reguły lepsze, niż metali z których powstał)'. Na ogół również ulegają pogorszeniu ich własności cieplne (przewodność cieplna) własności elektryczne (konduktywność) oraz niektóre własności mechaniczne (podatność na obróbkę cieplną).

3.    Materiały przewodzące

Materiały przewodzące mają zastosowanie jako materiały przewodowe, oporowe i stykowe.

Do materiałów przewodowych zalicza się te metale i stopy, z których wytwarza się przewody elektroenergetyczne. Należy tu wymienić miedź, aluminium, niektóre brązy, stopy aluminiowo-magnezowo-krzemowe oraz stal niskowęglową. Przewody elektroenergetyczne dzieli się na następujące rodzaje: kable, przewody gołe, przewody izolow-ane, przewody szynowe i przewody (druty) nawojowe. Z kolei kable elektroenergetyczne mają trojakiego rodzaju zastosowanie Kable elektroenergetyczne przeznaczone są do przesyłania energii elektrycznej, kable sygnalizacyjne stosuje się w układach sygnalizacyjnych, sterowniczych, pomiarowych i kontrolnych, a kable telekomunikacyjne w sieciach telekomunikacyjnych. Te ostatnie coraz częściej wypierane są przez linie światłowodowe.