UBND TỈNH THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG CAO ĐẲNG THÁI NGUYÊN
----
BÀI GIẢNG VẬT LIỆU ĐIỆN
(Ban hành kèm theo Quyết định số: 688/QĐ-CĐTN ngày 10 tháng 12 năm 2021 của
Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Thái Nguyên)
SỐ TÍN CHỈ: 2 (2/0)
CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP
HỆ: CAO ĐẲNG
NĂM HỌC ĐĂNG KÝ: 2021 - 2022
(Lƣu hành nội bộ)
Chủ biên: Nguyễn Thị Thu Huyền Đơn vị: Khoa Kỹ thuật công nghiệp
Thái Nguyên , năm 2022
LỜI GIỚI THIỆU
Vật liệu điện là một môn học cơ sở trong chƣơng trình đào tạo học sinh sinh viên
chuyên ngành điện nói chung và điện công nghiệp nói riêng.
Vật liệu điện có vai trò rất lớn trong ngành công nghiệp điện. Với mục tiêu và yêu
cầu đào tạo học sinh sinh viên nhà trƣờng, Bài giảng tập trung vào các vấn đề chính sau:
Những kiến thức cơ bản về vật liệu cách điện, vật liệu dẫn điện và vật liệu dẫn từ. Trình
bày khái niệm cơ bản về vật liệu điện, cách phân loại và ứng dụng chủ yếu của vật liệu
điện trong đời sống và kỹ thuật.
Môn học Vật liệu điện đƣợc bố trí học sau môn học An toàn điện và học song
song với các môn học, mô đun: Lý thuyết mạch,Vẽ kỹ thuật, Khí cụ điện.
+ Thời lƣợng môn học: Số tín chỉ: 2(2/0) – 30 giờ (Lý thuyết: 29 giờ; kiểm tra: 01 giờ).
+ Chƣơng trình Bài giảng bao gồm 3 chƣơng sau:
Chƣơng 1: Vật liệu cách điện (Lý thuyết: 12 giờ, thực hành: 0 giờ)
Chƣơng 2: Vật liệu dẫn điện (Lý thuyết: 11 giờ, thực hành: 0 giờ, kiểm tra 01 giờ)
Chƣơng 3: Vật liệu dẫn từ (Lý thuyết: 06 giờ, thực hành: 0 giờ).
Chắc chắn Bài giảng không tránh khỏi thiếu sót. Tôi mong nhận đƣợc ý kiến đóng
góp để Bài giảng đƣợc chỉnh sửa và ngày càng hoàn thiện hơn.
Xin trân trọng cám ơn!
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2022
Biên soạn
Nguyễn Thị Thu Huyền
MỤC LỤC
BÀI GIẢNG MÔN HỌC ................................................................................................................. 1
CHƢƠNG 1: VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN .......................................................................................... 2
1.1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN ...................................................... 2
1.1.1. Khái niệm ...................................................................................................................... 2
1.1.2. Phân loại ........................................................................................................................ 2
1.1.3. Dẫn điện của vật liệu cách điện ..................................................................................... 4
1.2. SỰ PHÂN CỰC CỦA VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN .................................................................... 5
1.2.1. Khái niệm về sự phân cực ............................................................................................. 5
1.2.2. Các dạng phân cực xảy ra trong vật liệu cách điện ....................................................... 6
1.3. TỔN HAO VÀ SỰ PHÓNG ĐIỆN TRONG VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN ................................. 7
1.3.1. Khái niệm về tổn hao vật liệu cách điện ........................................................................ 7
1.3.2. Các dạng tổn hao trong vật liệu cách điện ..................................................................... 8
1.3.3. Sự phóng điện trong vật liệu cách điện ......................................................................... 9
1.4. TÍNH HÚT ẨM VÀ TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN ..................... 10
1.4.1. Độ ẩm không khí ......................................................................................................... 10
1.4.2. Độ ẩm của của vật liệu ................................................................................................ 10
1.4.3. Tính hấp thụ (thấm ẩm) ............................................................................................... 11
1.5. TÍNH CHẤT NHIỆT, HOÁ HỌC CỦA VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN ...................................... 11
1.5.1. Tính chịu nóng, tính chất hóa học ............................................................................... 11
1.5.2. Độ dẫn nhiệt ................................................................................................................ 14
1.5.3. Sự giãn nở nhiệt ........................................................................................................... 14
1.6. VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN THỂ KHÍ, LỎNG ......................................................................... 14
1.6.1. Không khí, Ni tơ, Hyđrô .............................................................................................. 14
1.6.2. Dầu mỏ cách điện, dầu tụ điện, dầu cáp điện .............................................................. 16
1.6.3. Vật liệu cách điện lỏng tổng hợp ................................................................................. 17
1.7. VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN THỂ RẮN ..................................................................................... 18
1.7.1. Vật liệu cách điện hữu cơ cao phân tử ........................................................................ 18
1.7.2 Vật liệu cách điện vô cơ ............................................................................................... 21
CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN .......................................................................................... 24
2.1. KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI VÀ TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN ..................... 24
2.1.1. Khái niệm .................................................................................................................... 24
2.1.2. Phân loại ...................................................................................................................... 24
2.1.3. Các tính chất cơ bản của vật liệu dẫn điện .................................................................. 25
2.2. VẬT LIỆU CÓ ĐIỆN DẪN SUẤT CAO .............................................................................. 29
2.2.1. Các tính chất chung của kim loại và hợp kim có điện dẫn suất cao ............................ 29
2.2.2. Các loại vật liệu cáo điện dẫn suất cao ........................................................................ 31
2.3. CÁC HỢP KIM CÓ ĐIỆN DẪN SUẤT THẤP .................................................................... 40
2.3.1. Hợp kim điện trở suất cao - ứng dụng ......................................................................... 40
2.3.2. Hợp kim làm cặp nhiệt điện......................................................................................... 41
2.3.3. Than kỹ thuật điện ....................................................................................................... 44
2.4. CÁC KIM LOẠI KHÁC, THUỐC HÀN VÀ CHẤT LÀM CHẢY ...................................... 45
2.4.1. Vôn fờ ram (W) ........................................................................................................... 45
2.4.2. Mô líp đen .................................................................................................................... 45
2.4.3. Bạc (Ag), vàng(Au) ...................................................................................................... 45
2.4.4. Bạch kim (Platin) ......................................................................................................... 46
2.4.5. Niken (Ni) .................................................................................................................... 46
2.4.6. Thiếc (Sn) .................................................................................................................... 46
2.4.7. Thuốc hàn và chất làm chảy ........................................................................................ 46
CHƢƠNG 3: VẬT LIỆU DẪN TỪ .............................................................................................. 50
3.1. KHÁI NIỆM, ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠI VẬT LIỆU DẪN TỪ .................................... 50
3.1.1. Khái niệm về vật liệu dẫn từ. ....................................................................................... 50
3.1.2. Đặc điểm của vật liệu dẫn từ ....................................................................................... 50
3.1.3. Phân loại vật liệu dẫn từ .............................................................................................. 51
3.2. QUÁ TRÌNH TỪ HOÁ VẬT LIỆU SẮT TỪ ........................................................................ 52
3.2.1. Hiện tƣợng từ hóa và đƣờng cong từ hóa .................................................................... 52
3.2.2. Các loại vật liệu dẫn từ thƣờng dùng ........................................................................... 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................................. 65