Klasyfikacja materiałów elektrotechnicznych
Materiały używane w dziedzinie Inżynierii Elektrycznej nazywane są materiałami inżynierii elektrycznej. W zależności od właściwości i obszaru zastosowań, materiały inżynierii elektrycznej można klasyfikować następująco:
Materiały magnetyczne
Diagram klasyfikacji materiałów inżynierii elektrycznej przedstawiono na poniższym rysunku
Przewodniki
Przewodniki to materiały o bardzo wysokiej przewodliwości. Liczba wolnych elektronów w przewodniku przy temperaturze pokojowej jest bardzo duża, co stanowi podstawowy powód wysokiej przewodliwości przewodników.
Przykłady: Srebro, Miedź, Złoto, Aluminium itp.
Liczba wolnych elektronów w srebrze jest bardzo duża, co czyni srebro najlepszym przewodnikiem elektrycznym. Siła wiązania tych wolnych elektronów przez jądro jest bardzo niska. Dlatego te elektrony mogą łatwo uwolnić się od jądra i uczestniczyć w przepływie prądu elektrycznego.
Półprzewodniki
Półprzewodniki to materiały, które mają przewodność pomiędzy przewodnikami a izolatorami. Półprzewodniki to elementy grup III, IV i V. Materiały półprzewodzące mają wiązanie kowalencyjne. Przy normalnej temperaturze przewodność półprzewodników jest bardzo niska. Zwiększenie temperatury powoduje wykładniczy wzrost przewodności półprzewodników.
Przykład: German, Krzem, GaAs itp.
Materiały izolacyjne
Przewodność materiałów izolacyjnych jest bardzo niska. Te materiały mają bardzo wysoką oporność, co sprawia, że są bardzo odpowiednie do izolowania części przewodzących prąd elektryczny od obudowy metalowej. W materiałach izolacyjnych elektrony są mocno związane z jądrem. Dlatego nie mogą być uwolnione do ruchu w materiale. Dlatego oporność materiałów izolacyjnych jest bardzo wysoka.
Przykład: Plastiki, Ceramika, PVC itp.
Materiały magnetyczne
Te materiały odgrywają ważną rolę w istnieniu różnych maszyn elektrycznych. Materiały magnetyczne o wysokiej przenikalności magnetycznej są używane do budowy rdzenia tworząc niskoprzeciwne ścieżki dla strumienia magnetycznego. Materiały magnetyczne można dalej podzielić na następujące kategorie:
Materiały paramagnetyczne
Materiały diamagnetyczne
Materiały antiferromagnetyczne
Ferrity
Materiały ferromagnetyczne
Te materiały mają bardzo dużą i dodatnią podatność na zewnętrzne pole magnetyczne. Mają silną atrakcję do zewnętrznego pola magnetycznego i są w stanie utrzymać magnetyzm nawet po usunięciu zewnętrznego pola magnetycznego. Ta właściwość materiałów nazywana jest histerezą magnetyczną.
Przykład: Żelazo, Kobalt, Nikel.
Materiały paramagnetyczne
Te materiały mają bardzo małą i dodatnią podatność na zewnętrzne pole magnetyczne. W obecności zewnętrznego pola magnetycznego, te materiały uzyskują bardzo małe namagnesowanie. Przykład: Aluminium, Platyna, tlen, Powietrze itp.
Materiały diamagnetyczne
Te materiały mają bardzo słabą i ujemną podatność magnetyczną na zewnętrzne pole magnetyczne. Pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego te materiały są lekko odpędzane przez to pole. Po usunięciu zewnętrznego pola magnetycznego, te materiały nie zachowują namagnesowania. Większość metali, takich jak srebro, miedź, złoto, wodór itp., są materiałami diamagnetycznymi.
Materiały antiferromagnetyczne
Te materiały mają bardzo małą i dodatnią podatność na zewnętrzne pole magnetyczne. W obecności zewnętrznego pola magnetycznego, te materiały są lekko namagnesowane w kierunku zewnętrznego pola magnetycznego. W tych materiałach atomy mają mieszane równolegle i przeciw-równolegle ułożone momenty magnetyczne.
Przykład: Cr, MnO, FeO, CoO, NiO, Mn itp.
