Контрольная работа по "Материаловедению"

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное агентство по образованию

 

Государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

«Оренбургский государственный университет»

 

Колледж электроники и бизнеса  ГОУ ОГУ

 

 

Контрольная работа

по дисциплине

 «Материаловедение,  электрорадиоматериалы и радиокомпоненты»

 

Вариант №2

 

1 Классификация проводниковых  материалов

2 Электронно-дырочный  переход

3Конденсаторы. Классификация,  основные параметры, маркировка, область применения.

4 Магнитотвердые материалы

 

 

 

 

Задание  выдано _________________   Преподаватель ________________

 

Сдано на проверку _______________    Оценка ______________________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

Проводниками электрического тока могут быть твердые тела, жидкости, а при соответствующих условиях и газы. Важнейшими практическими применяемыми в электротехнике твердыми проводниковыми материалами являются металлы и их сплавы. Из металлических проводниковых материалов можно выделить: металлы высокой проводимости, имеющие удельное сопротивление при нормальной температуре не более 0,05 мкОм·м и сплавы высокого сопротивления - более 0,3 мкОм·м. Металлы высокой проводимости используются для проводов, обмоток электрических машин и т.д. Металлы и сплавы высокого сопротивления применяют для изготовления резисторов, электронагревательных приборов и т.д. 
К жидким проводникам относятся расплавленные металлы и различные электролиты. Для большинства металлов температура плавления высока. 
 
Механизм прохождения тока в металлах обусловлен движением (дрейфом) свободных электронов под воздействием электрического поля. Поэтому металлы называют проводниками с электронной электропроводностью или проводниками первого рода. Проводниками второго рода - электролитами являются растворы кислот, щелочей и солей. Прохождение тока через эти вещества связано с переносом вместе с электрическими зарядами ионов, вследствие чего состав электролита постепенно изменяется, а на электродах выделяются продукты электролиза. Ионные кристаллы в расплавленном состоянии также являются проводниками второго рода. 
 
Все газы и пары в том числе, и пары кристаллов при низких напряженностях электрического поля не являются проводниками. Если напряженность поля превзойдет некоторое критическое значение, обеспечивающее начало ударной фотоионизации, то газ может стать проводником с электронной и ионной электропроводностью. Сильно ионизированный газ при равенстве числа электронов числу положительно заряженных ионов в единице объема представляет собой особую проводящую среду - плазма.

 

2.

Электронно-дырочный переход (p — n-переход), область полупроводника, в которой имеет место пространственное изменение типа проводимости (от электронной n к дырочной p). Поскольку в р-области Э.-д. п. концентрация дырок гораздо выше, чем в n-области, дырки из p -области стремятся диффундировать в электронную область. Электроны диффундируют в р-область. Однако после ухода дырок в p-области остаются отрицательно заряженные акцепторные атомы, а после ухода электронов в n-области — положительно заряженные донорные атомы. Т. к. акцепторные и донорные атомы неподвижны, то в области Э.-л. п. образуется двойной слой пространственного заряда — отрицательные заряды в р-области и положительные заряды в n -области (рис. 1). Возникающее при этом контактное электрическое поле по величине и направлению таково, что оно противодействует диффузии свободных носителей тока через Э.-д. п.; в условиях теплового равновесия при отсутствии внешнего электрического напряжения полный ток через Э.-д. п. равен нулю. Т. о., в Э.-д. п. существует динамическое равновесие, при котором небольшой ток, создаваемый неосновными носителями (электронами в р-области и дырками в n-области), течёт к Э.-д. п. и проходит через него под действием контактного поля, а равный по величине ток, создаваемый диффузией основных носителей (электронами в n-области и дырками вр-области), протекает через Э.-д. п. в обратном направлении. При этом основным носителям приходится преодолевать контактное поле (потенциальный барьер). Разность потенциалов, возникающая между p- и n-областями из-за наличия контактного поля (контактная разность потенциалов или высота потенциального барьера), обычно составляет десятые доли вольта.

3.

Конденсатор — это элемент электрической цепи, состоящий из проводящих электродов (обкладок), разделенных диэлектриком и предназначенный для использования его емкости.

 

Классификация конденсаторов:

В зависимости  от назначения конденсаторы разделяются  на две большие группы: общего и  специального назначения.  
Группа общего назначения включает в себя широко применяемые конденсаторы, используемые практически в большинстве видов и классов аппаратуры. Традиционно к ней относят наиболее распространенные низковольтные конденсаторы, к которым не предъявляются особые требования.  
Все остальные конденсаторы являются специальными. К ним относятся: высоковольтные, импульсные, помехоподавляющие, дозиметрические, пусковые и др.  
По характеру изменения емкости различают конденсаторы постоянной емкости, переменной емкости и подстроечные. Из названия конденсаторов постоянной емкости вытекает, что их емкость является фиксированной и в процессе эксплуатации не регулируется.  
По характеру изменения емкости: - постоянные; переменные; подстроечные.  
По способу защиты: - незащищенные; защищенные; неизолированные; изолированные; уплотненные; герметизированные.  
По назначению: - общего назначения; специального. 

 

 

Основными параметрами конденсатора являются емкость и рабочее напряжение. Кроме Номинальная емкость С_ном и допустимое отклонение от номинала ±АС. Номинальные значения емкости С_ном высокочастотных конденсаторов так же, как и номинальные значения сопротивлений, стандартизованы и определяются рядами Е6, Е12, Е24 и т.д. (см. табл.2.1). Номинальные значения емкости электролитических конденсаторов определяются рядом: 0,5; 1; 2; 5; 10; 20; 30; 50; 100; 200; 300; 500; 1000; 2000; 5000 мкФ.

Номинальные значения емкости бумажных пленочных конденсаторов определяются рядом: 0,5; 0,25; 0,5; 1; 2; 4; 6; 8; 20; 20; 40; 60; 80; 100; 200; 400; 600; 800; 1000 мкФ.

того, свойства конденсаторов характеризуют рядом паразитных параметров.

 

 

 

Табл. 1. Кодированное значение номинальной  емкости и допуска

Емкость			Допуск
Множитель	Код	Значение	Допуск, %	Код	Допуск, %	Код
10-12 10-9 10-6 10-3 1	P N m M F	пикофарады нанофарады микрофарады миллифарады фарады	±0,1 ±0,25 ±0,5 ±1 ±2 ±5 ±10	В (Ж) С (У) D (Д) F (P) G (Л) J (H) K (С)	±20 ±30 -10...+30 -10...+50 -10>...+100 -20...+50 -30...+80	М (В) N (Ф) Q (-) T (Э) Y (Ю) S (Б) Z (A)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Табл. 2. Цветовая и кодовая маркировка температурного коэффициента емкости (ТКЕ) керамических и стеклянных конденсаторов.

Группа ТКЕ	Номинальное значение ТКЕ (х10-6/°С)	Код	Новое обозначение	Цветовой код
				Старое обоначение
				Цвет покрытия конденсатора	Маркировочная точка
П100	+100	A	Красный+ фиолетовый	Синий	—
П60	+60	G	—	Синий	Черная
П33	+33	N	Серый	Серый	—
МПО	0	С	Черный	Голубой	Черная
М33	-33	H	Коричневый	Голубой	Коричневая
М47	-47	М	Голубой+ красный	Голубой	—
М75	-75	L	Красный	Голубой	Красная
М150	-150	P	Оранжевый	Красный	Оранжевая
М220	-220	R	Желтый	Красный	Желтая
М330	-330	S	Зеленый	Красный	Зеленая
М470	-470	T	Голубой	Красный	Синяя
М750	-750	U	Фиолетовый	Красный	—
М1500	-1500	V	Оранжевый + оранжевый	Зеленый	—
М2200	-2200	К	Желтый + оранжевый	Зеленый	—
М3300	-3300	Y	—	—	—

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Табл. 3. Цветовая и кодовая маркировка допуска керамических конденсаторов с ненормируемым ТКE.

Группа ТКЕ	Допускаемое изменение емкости, %, в интервале t° -60...+80 °С	Буквенный код	Цветовой код
			Новое обозначение	Старое обозначение
				Цвет покрытия ковденсатора	Маркировочная точка
Н10	±10	В	Оранжевый + черный	Оранжевый	Черная
Н20	±20	Z	Оранжевый + красный	Оранжевый	Красная
НЗ0	±30	D	Оранжевый + зеленый	Оранжевый	Зеленая
Н50	±50	Х	Оранжевый + голубой	Оранжевый	Синяя
Н70	±70	Е	Оранжевый + фиолетовый	Оранжевый	—
Н90	±90	F	Оранжевый + белый	Оранжевый	Белая

 

Табл. 4. Кодированное обозначение номинальных напряжений конденсаторов.

Номинальное напряжение, В	Код	Номинальное напряженне, В	Код	Номинальное напряжение, В	Код
1,0 1,6 2,5 3,2 4,0 6,3 10 16 20	I P M A С В D E F	25 32 40 50 63 80 100 125 160	G H S J К L N P Q	200 250 315 350 400 450 500	Z W X T Y U V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Табл. 5. Цветовые коды для маркировки конденсаторов.

Цветовой код	Номинальная емкость, пФ		Допускаемое отклонение емкости, %	Номинальвое напряжение, В
	Первая и вторая цифры	Множитель
Серый	—	—	—	3,2
Черный	10	1	±20	4,0
Коричневый	12	10	±l	6,3
Красный	15	102	±2	10
Оранжевый	18	103	±0,25	16
Желтый	22	104	±0,5	40
Зеленый	27	105	±5	25 или 20
Голубой	33	106	±l	32 или 30
Фиолетовый	39	107	-20...+50	50
Серый	47	10-2	-20...+80	—
Белый	56	10-1	±10	63
Серебристый	68	—	—	2,5
Золотистый	82	—	—	1,5

 

В современной технике конденсаторы находят себе исключительно широкое  и разностороннее применение, прежде всего в областях электроники. Здесь можно отметить их применение для следующих основных целей:

1.В радиотехнической и телевизионной  аппаратуре – для создания  колебательных контуров, их настройки,  блокировки, разделения цепей с  различной частотой, в фильтрах  выпрямителей и т.д.

2.В радиолакационной технике  – для получения импульсов  большей мощности, формирования  импульсов и т.д.

3. В телефонии и телеграфии  – для разделения цепей переменного  и постоянного токов, разделения  токов различной частоты, искрогашения  в контактах, симметрирования кабельных линий и т.д.

4. В автоматике и телемеханике  – для создания датчиков на  емкостном принципе, разделения  цепей постоянного и пульсирующего  токов, искрогашения в контактах,  в схемах тиратронных генераторов  импульсов и т.д.

5. В технике счетно-решающих устройств – в специальных запоминающих устройствах и т.д.

6. В электроизмерительной технике  – для создания образцов емкости,  получения переменной емкости  (магазины емкости и лабораторные  переменные конденсаторы), создания  измерительных приборов на емкостном принципе и т. д.

7. В лазерной технике – для  получения мощных импульсов.

В современной электроэнергетике конденсаторы находят себе также весьма разнообразное и ответственное применение:

для улучшения коэффициента мощности и промышленных установок (косинусные или шунтовые конденсаторы);

для продольной емкости компенсации  дальних линий передач и для  регулирования напряжения в распределительных  сетях (серийные конденсаторы);

для емкостного отбора энергии от линий передач высокого напряжения и для подключения к линиям передач специальной аппаратуры связи и защитной аппаратуры (конденсаторы связи);

для защиты от перенапряжений;

для применения в схемах импульсов  напряжения (ГИН) и генераторов мощных импульсов тока (ГИТ), используемых при испытаниях электротехнической аппаратуры;

для электрической сварки разрядом;

для пуска конденсаторных электродвигателей (пусковые конденсаторы) и для создания нужного сдвига фаз в дополнительной обмотке этих двигателей;

в устройствах освещения люминесцентными лампами;

для подавления радиопомех, создаваемых  электрическими машинами и подвижным  составом электрифицированного транспорта.

Кроме электроники и электроэнергетики, конденсаторы применяют и в других неэлектротехнических областях техники  и промышленности для следующих основных целей: