تصنيف مواد الهندسة الكهربائية
المواد المستخدمة في مجال هندسة الكهرباء تسمى مواد هندسة الكهرباء. بناءً على الخصائص ومساحة التطبيقات، يمكن تصنيف مواد هندسة الكهرباء كما يلي-
المواد المغناطيسية
يظهر مخطط التصنيف لمواد هندسة الكهرباء في الشكل أدناه
المؤدين
المؤدين هي المواد التي تتميز بموصلية عالية جدًا. عدد الإلكترونات الحرة في المؤدي مرتفع جدًا عند درجة حرارة الغرفة، وهذا هو السبب الأساسي لارتفاع الموصلية للمؤدين.
أمثلة: الفضة والنحاس والذهب والألومنيوم وغيرها.
عدد الإلكترونات الحرة مرتفع جدًا في الفضة، مما يجعلها أفضل مؤدي للتيار الكهربائي. القوة الربطية على هذه الإلكترونات الحرة من قبل النواة ضعيفة جدًا. نتيجة لذلك، يمكن لهذه الإلكترونات أن تتحرر بسهولة من النواة وتشارك في تدفق الكهرباء.
المشبكات شبه الموصلة
المشبكات شبه الموصلة هي المواد التي تمتلك موصلية بين المؤدين والعازلات. المشبكات شبه الموصلة هي عناصر مجموعة الثالثة والرابعة والخامسة. المواد شبه الموصلة لها روابط تساهمية. عند درجة الحرارة العادية، موصلية المشبكات شبه الموصلة منخفضة جدًا. مع زيادة درجة الحرارة، تزداد موصلية المشبكات شبه الموصلة بشكل كبير.
مثال: الجرمانيوم، السيلكون، غاليوم أرسينيك وغيرها.
المواد العازلة
موصلية المواد العازلة منخفضة جدًا. هذه المواد تتميز بمقاومة عالية جدًا مما يجعلها مناسبة جدًا لعزل الأجزاء المحملة بالتيار عن الهياكل المعدنية المتصلة بالأرض. في المواد العازلة، تكون الإلكترونات مربوطة بإحكام بالنواة. نتيجة لذلك، لا يمكن تحريرها للتحرك داخل المادة. نتيجة لذلك، تكون مقاومة المواد العازلة عالية جدًا.
مثال: البلاستيك، السيراميك، PVC وغيرها.
المواد المغناطيسية
لعبت هذه المواد دورًا مهمًا في وجود العديد من الآلات الكهربائية. تستخدم المواد المغناطيسية ذات النفاذية العالية لبناء النواة لتوفير مسار منخفض المقاومة للمجال المغناطيسي. يمكن تقسيم المواد المغناطيسية إلى الفئات التالية
المواد المغناطيسية البارامغناطيسية
المواد المغناطيسية الضد حديدية
المواد المغناطيسية ضد الحديدية
الفيريتات
المواد المغناطيسية الحديدية
هذه المواد تتميز بقابلية مغناطيسية كبيرة وموجبة للمجال المغناطيسي الخارجي. لديها جذب قوي للمجال المغناطيسي الخارجي وقدرة على الاحتفاظ بالمغناطيسية حتى بعد إزالة المجال المغناطيسي الخارجي. هذه الخاصية تسمى التأخير المغناطيسي.
مثال: الحديد، الكوبالت، النيكل.
المواد المغناطيسية البارامغناطيسية
هذه المواد تتميز بقابلية مغناطيسية صغيرة وموجبة للمجال المغناطيسي الخارجي. في وجود المجال المغناطيسي الخارجي، تحصل هذه المواد على مغناطيسية صغيرة جدًا. مثال: الألمنيوم، البلاتين، الأكسجين، الهواء وغيرها.
المواد المغناطيسية الضد حديدية
هذه المواد تتميز بقابلية مغناطيسية ضعيفة وسالبة للمجال المغناطيسي الخارجي. عند تطبيق المجال المغناطيسي الخارجي، يتم دفع هذه المواد قليلاً بواسطة المجال المغناطيسي الخارجي. هذه المواد لا تحتفظ بالمغناطيسية بعد إزالة المجال المغناطيسي الخارجي. معظم المعادن مثل الفضة والنحاس والذهب والهيدروجين وغيرها هي مواد ضد حديدية.
المواد المغناطيسية ضد الحديدية
هذه المواد تتميز بقابلية مغناطيسية صغيرة وموجبة للمجال المغناطيسي الخارجي. في وجود المجال المغناطيسي الخارجي، تصبح هذه المواد مغناطيسية قليلاً في اتجاه المجال المغناطيسي الخارجي. في هذه المواد، تكون الذرات لها حركة ثنائي القطب مغناطيسي متوازية ومعكوسة.
مثال: كروم، منغنيز أكسيد، أكسيد الحديد، أكسيد الكوبالت، أكسيد النيكل، المنغنيز وغيرها.
الفيريتات
هذه المواد تتميز بقابلية مغناطيسية كبيرة وموجبة مثل المواد المغناطيسية الحديدية. هذه المواد عادة ما تكون مركبات ذات بنى بلورية أكثر تعقيدًا من المواد النقية. مقارنة بالمواد المغناطيسية الحديدية، فإن الفيريتات تتميز بحد تشبع مغناطيسي أقل.
