Materiały elektrotechniczne. Podstawy teoretyczne i zastosowania

Opis

Podręcznik wyróżniony na XV Targach Książki w Krakowie w organizowanym przez Stowarzyszenie Wydawców Szkół Wyższych konkursie na najlepszy podręcznik i skrypt akademicki.

Spis treści

Wykaz ważniejszych oznaczeń / 7
Wstęp / 11

ROZDZIAŁ 1
Elektromagnetyczne cechy materii / 13
1.1. Ogólny opis właœściwoœści elektrycznych i magnetycznych materiałów / 13
1.2. Właśœciwośœci elektryczne materiałów / 15
1.2.1. Rodzaje ładunków elektrycznych / 15
1.2.2. Ładunki swobodne w polu elektrycznym / 17
1.2.3. Ładunki związane w polu elektrycznym / 18
1.3. Właśœciwoœści magnetyczne materiałów / 24
1.3.1. Dipole magnetyczne / 24
1.3.2. Zjawiska wpływające na właśœciwoœści magnetyczne materiałów / 25
1.3.3. Polaryzacja magnetyczna / 27
1.4. Podział ogólny materiałów elektrotechnicznych / 28
1.4.1. Grupy materiałów elektrotechnicznych / 28
1.4.2. Podział materiałów ze względu na wartoœść konduktywnoœści (rezystywnośœci) elektrycznej / 29
1.4.3. Podział materiałów ze względu na wartoœść przenikalnośœci elektrycznej / 31
1.4.4. Podział materiałów ze względu na wartoœść przenikalnoœści magnetycznej / 32

ROZDZIAŁ 2
Budowa fizykochemiczna materiałów / 34
2.1. Budowa atomów / 34
2.1.1. Stany kwantowe w atomie / 35
2.1.2. Zmiany stanu energetycznego atomu / 38
2.2. Struktura materii / 39
2.2.1. Stany skupienia / 39
2.2.2. Wiązania chemiczne w ciałach stałych / 44
2.2.3. Defekty w kryształach / 47
2.3. Teoria pasmowa ciała stałego / 49
2.4. Podział materiałów według teorii pasmowej / 52

ROZDZIAŁ 3
Materiały przewodzące / 54
3.1. Wstęp / 54
3.2. Przewodnictwo elektryczne metali / 54
3.2.1. Podstawy fizykalne / 54
3.2.2. Wpływ temperatury na rezystywnoœść materiałów przewodzących / 61
3.2.3. Współczynnik temperaturowy rezystywnośœci / 65
3.2.4. Związek między temperaturowym współczynnikiem rezystywnośœci αρ a temperaturowym
współczynnikiem rezystancji αR / 67
3.2.5. Wpływ domieszek i zanieczyszczeń na rezystywnoœść metali / 69
3.3. Właœściwoœści cieplne metali / 70
3.3.1. Przewodnictwo cieplne metali / 70
3.3.2. Wydzielanie się ciepła w przewodnikach przy przepływie prądu elektrycznego / 72
3.3.3. Obciążalnoœść prądowa przewodników / 74
3.4. Właśœciwoœści materiałów przewodzących i ich zastosowania / 76
3.4.1. Materiały przewodowe / 76
3.4.2. Materiały stykowe / 77
3.4.3. Materiały oporowe / 78
3.4.4. Materiały z węgla i grafitu / 82
3.5. Materiały nadprzewodzące / 84
3.5.1. Charakterystyka zjawiska nadprzewodnictwa / 84
3.5.2. Właœściwośœci materiałów nadprzewodzących i ich zastosowania / 88
3.5.3. Warunki chłodzenia cieczami kriogenicznymi / 91

ROZDZIAŁ 4
Materiały elektroizolacyjne / 93
4.1. Podział i charakterystyka materiałów elektroizolacyjnych / 93
4.2. Podział materiałów elektroizolacyjnych ze względu
na efekty makroskopowe zjawisk polaryzacyjnych / 95
4.3. Materiały elektroizolacyjne stałe / 99
4.3.1. Grupy materiałów elektroizolacyjnych i ich zastosowania / 99
4.3.2. Materiały nieorganiczne naturalne / 100
4.3.3. Materiały organiczne naturalne / 104
4.3.4. Materiały organiczne syntetyczne / 106
4.3.4.1. Budowa i właœciwoœści polimerów syntetycznych / 106
4.3.4.2. Rodzaje i charakterystyka polimerów syntetycznych / 109
4.3.5. Materiały o wyróżniającej się polaryzacji / 121
4.3.6. Rezystancja powierzchniowa i skroœna / 123
4.3.7. Zależnoœść temperaturowa konduktywnośœci dielektryków / 128
4.3.8. Przenikalnoœść elektryczna i straty dielektryczne / 130
4.3.9. Wytrzymałoœść elektryczna / 134
4.3.9.1. Mechanizmy przebicia materiałów elektroizolacyjnych stałych / 134
4.3.9.2. Rodzaje wytrzymałoœci elektrycznej / 141
4.4. Materiały izolacyjne ciekłe / 142
4.4.1. Podział olejów izolacyjnych / 142
4.4.2. Podstawowe właœciwośœci olejów izolacyjnych / 144
4.4.3. Przewodnictwo dielektryków ciekłych / 146
4.4.4. Wytrzymałoœść elektryczna cieczy izolacyjnych / 151
4.4.4.1. Mechanizmy przebicia cieczy / 151
4.4.4.2. Charakterystyka wytrzymałoœci elektrycznej olejów izolacyjnych / 152
4.5. Gazy elektroizolacyjne / 154
4.5.1. Zjawiska elektryczne w gazach / 154
4.5.2. Właœściwośœci powietrza i jego zastosowania / 157
4.5.3. Właœściwoœści szeœciofluorku siarki / 159
4.5.4. Wytrzymałoœść elektryczna gazów elektroizolacyjnych / 160

ROZDZIAŁ 5
Materiały półprzewodzące / 164
5.1. Podstawy teoretyczne / 164
5.2. Przewodnictwo elektryczne półprzewodników / 168
5.3. Wpływ temperatury na rezystywnoœść półprzewodników / 173
5.4. Wybrane zjawiska w półprzewodnikach / 176
5.4.1. Fotoprzewodnictwo / 176
5.4.2. Luminescencja / 176
5.4.3. Zjawisko Halla / 177
5.4.4. Właœściwośœci złącza p-n / 179
5.4.5. Zjawiska termoelektryczne / 182
5.5. Wybrane zastosowania półprzewodników / 184
5.5.1. Fotorezystory i fotodiody / 184
5.5.2. Ogniwa fotoelektryczne i słoneczne / 185
5.5.3. Diody półprzewodnikowe i tranzystory / 186
5.5.4. Diody elektroluminescencyjne i lasery / 187
5.5.5. Warystory / 187
5.5.6. Termistory / 192
5.5.7. Ogniwa termoelektryczne / 193

ROZDZIAŁ 6
Materiały magnetyczne / 195
6.1. Wybrane zjawiska w materiałach ferromagnetycznych / 195
6.2. Ferromagnetyk w polu magnetycznym / 199
6.3. Straty energii w materiałach ferromagnetycznych / 202
6.4. Podział technicznych materiałów magnetycznych / 205
6.5. Właśœciwoœści materiałów magnetycznych / 207
6.5.1. Materiały magnetyczne miękkie / 207
6.5.2. Materiały magnetyczne twarde / 212
6.5.3. Materiały magnetyczne ciekłe / 217

ROZDZIAŁ 7
Materiały w konstrukcjach urządzeń elektrycznych / 219

Literatura / 229
Załącznik 1: Podstawowe stałe fizyczne i jednostki wybranych
wielkoœści elektrycznych, mechanicznych i cieplnych / 233

Informacje o bezpieczeństwie produktu Informacje o producencie