Tài liệu Giáo trình Vật liệu điện

BÀI 1
TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU ĐIỆN
I. Một số khái niệm và định nghĩa về vật liệu kĩ thuật điện
1. Nguyên liệu
Nguyên liệu là những sản phẩm được lấy từ nông nghiệp hoặc từ công nghiệp khai thác từ trong thiên nhiên mà chưa qua chế biến
2. Vật liệu
Vật liệu là nguyên liệu đã qua chế biến nguyên liệu để trở thành vật tư cho từng ngành được chế biến thành phẩm
Ví dụ:
r Lõi thép máy biến áp.
r Dây dẫn điện.
r Gạch đá
3. Nhiên liệu
Nhiên liệu là vật liệu được lọc từ nguyên liệu dầu mỏ.
4. Vật liệu kĩ thuật điện
Vật liệu kĩ thuật điện hay còn gọi đơn giản là vật liệu điện: được dùng để chế tạo và sửa chữa thiết bị điện từ những sản phẩm đã qua chế biến từ nguyên liệu.
Ví dụ:
r Lá thép kĩ thuật điện.
r Dây quấn động cơ.
r Giấy cách điện
Trong ngành điện người ta sử dụng nhiều loại vật liệu điện như: vật liệu dẫn điện, vật liệu bán dẫn, vật liệu cách điện, vật liệu dẫn từ Mỗi loại vật liệu có tính chất và đặc tính khác nhau cũng như có các yếu tố ảnh hưởng khác nhau nên được ứng dụng trong những trường hợp khác nhau trong ngành điện.
II. Cấu tạo của vật liệu
Để thấy được bản chất dẫn điện và cách điện của vật liệu, chúng ta cần có khái niệm về cấu tạo vật liệu cũng như sự hình thành các phần tử mang điện trong vật liệu.
1. Cấu tạo nguyên tử
Mọi vật liệu (vật chất) được cấu tạo từ nguyên tử và phân tử. Nguyên tử là phần tử cơ bản của vật chất. Theo mô hình nguyên tử của Bor, nguyên tử được cấu tạo bởi hạt nhân mang điện tích âm chuyển động xung quanh hạt nhân theo quỷ đạo nhất định.
Hạt nhân nguyên tử được tạo nên từ các hạt prôton và nơtron: nơtron là các hạt không mang điện tích, còn prôton có điện tích dương với số lượng bằng Z.q.
Z: số lượng điện tử của nguyên tử đồng thời cũng là số thứ tự của nguyên tố nguyên tử đó trong bảng tuần hoàn của Menđêlêép.
q: điện tích của điện tử e (qe=1,601.10-19 culông)
Prôton (p) có khối lượng bằng 1,67.10-27kg
Electron (e) có khối lượng bằng 9,1.10-31kg
Ở trạng thái bình thường nguyên tử được trung hoà về điện, tức là trong nguyên tử có tổng các điện tích dương của hạt nhân bằng tổng các điện tích âm của các điện tử. Nếu vì một lý do nào đó nguyên tử mất đi một hay nhiều điện tử thì sẽ trở thành điện tích dương, ta thường gọi là iôn dương. Ngược lại nếu nguyên tử trung hoà nhận thêm điện tử thì trở thành iôn âm.