Навчальний курс 141БВБ7.1 Електроматеріалознавство

Мета: надання знань про властивості електротехнічних матеріалів у електромагнітних полях, їх залежність від характеристик зовнішнього середовища, використання їх в пристроях електроніки, електротехніки та електроенергетики; вивчення властивостей сучасних електротехнічних матеріалів, їх змін при різних фізичних умовах, взаємозв'язок між основними характеристиками при впливі електричного та магнітного полів, температури, вологості, хімічно агресивного середовища, іонізуючих випромінювань та ін., а також вивчення методів випробування електротехнічних матеріалів, вивчення сфер їх використання та одержання практичних навиків вимірювання окремих параметрів цих матеріалів.

Компетентності за ОПП:

  • здатність до обґрунтування прийнятих рішень в процесі виконання проектно-конструкторських та дослідницьких робіт;
  • здатність використовувати базові знання з фізики, математики та електротехніки для вирішення практичних задач в галузі електроенергетики, електротехніки та електромеханіки;
  • здатність використовувати професійні знання для вирішення практичних задач в галузі електроенергетики, електротехніки та електромеханіки;
  • здатність використовувати знання з електроприводу для вирішення задач оптимізації та керування в електроенергетиці, електротехніці та електромеханіці;
  • здатність використовувати сучасні методи розрахунку, проектування та аналізу роботи електроенергетичних, електротехнічних та електромеханічних систем;
  • здатність виконувати експериментальні дослідження режимів роботи електроенергетичного, електротехнічного та електромеханічного обладнання.

Програмні результати навчання за ОПП:

  • вміння оцінювати параметри роботи електротехнічного, електроенергетичного та електромеханічного обладнання й відповідних комплексів і систем та розробляти заходи щодо підвищення їх енергоефективності та надійності;
  • вміння аналізувати процеси в електроенергетичному, електротехнічному та електромеханічному обладнанні і відповідних комплексах і системах;
  • демонструвати навички роботи з сучасним обладнанням та програмним забезпеченням, а також виконання розрахунків режимів роботи електротехнічного, електроенергетичного та електромеханічного обладнання, відповідних комплексів та систем;
  • вміння виконувати вимірювання значень відповідних характеристик та параметрів елементів та пристроїв електромеханічних систем.

1. Передумови для вивчення дисципліни

Перелік дисциплін, які мають бути вивчені раніше: «Вища математика», «Фізика», «Теоретичні основи електротехніки», «Хімія», «Електроніка та мікросхемотехніка».

2. Очікувані результати навчання з дисципліни

В результаті вивчення навчальної дисципліни студент повинен

знати:

  • властивості сучасних найбільш поширених електрорадіоматеріалів;
  • закономірності поведінки матеріалів в різних умовах експлуатації;
  • методики випробування і визначення основних характеристик матеріалів;

вміти:

  • підбирати матеріали, що задовольняють комплексу вимог при розробці нової електротехнічної апаратури, призначеної для різних умов експлуатації;
  • оцінювати надійність, економічну і екологічну доцільність їх вибору;
  • виконувати вимірювання характеристик електричних матеріалів, розраховувати їх параметри та обробляти результати вимірювання і обрахунків з застосуванням обчислювальної техніки.

Тема 1. Діелектричні матеріали.

Структура курсу. Поляризація діелектриків. Електропровідність діелектриків. Діелектричні втрати. Пробій діелектриків. Фізико-хімічні і механічні властивості діелектриків.

Тема 2. Провідникові матеріали. Основні положення теорії електропровідності.

Електропровідність металів та їх сплавів. Сплави високого опору, надпровідники, кріопровідники.

Тема 3. Напівпровідникові матеріали.

Електропровідність напівпровідників. Електронно-дірковий перехід. Термоелектричні явища і фотопровідність напівпровідників. Ефект Холла. Вплив деформацій на провідність напівпровідників. Прості напівпровідники. Бінарні з'єднання.

Тема 4. Магнітні матеріали.

Класифікація речовин за магнітними властивостями. Феромагнетики. Процеси при намагнічуванні феромагнетиків. Магнітні втрати. Вплив температури на магнітні властивості феромагнетиків. Магнітом’які й магнітотверді матеріали.

1. Розрахунок повного струму втрат, що протікає в діелектрику, ємність і діелектричні втрати в ньому.

2. Розрахунок електричних характеристик провідників.

1. Дослідження електричних властивостей діелектриків

2. Дослідження напівпровідникових матеріалів

3. Дослідження феромагнітних матеріалів

4. Визначення термо ЕРС термопари

Базова

  1. Конструкційні та електротехнічні матеріали: навч. посібник / І.І. Василенко, В.В. Широков, Ю.І. Василенко. – Львів: Магнолія 2007. – 242 с.
  2. Електроматеріалознавство: підручник / Л.В. Журавльова, В.М. Бондар. – К.: Грамота, 2006. – 320 с.
  3. Електроматеріалознавство (електротехнічні матеріали): Підручник для вузів / С.М. Колесов, І.С. Колесов. – К.: Дельта, 2008. – 516 с.

Допоміжна

  1. Тареев Б.М. Физика диэлектрических материалов / Б.М. Тареев. – М.: Энергоиздат, 1982. – 320 с.
  2. Пасынков В.В. Материалы электронной техники / Пасынков В.В. – М.: Высшая школа, 1980. – 408 с.
  3. Тимофеев, И.А. Электротехнические материалы и изделия [Электронный ресурс]: учеб. пособие для студ. вузов, обучающихся по спец. направлений подгот. «Транспортные машины и транспортно-технологические комплексы» и «Эксплуатация неземного транспорта и транспортного оборудования» / И.А. Тимофеев. – Изд-во "Лань" (ЭБС). – Санкт-Петербург: Лань, 2012. – 268 с. – Режим доступа: http://e.lanbook.com/view/book/3733/.
  4. Антипов, Б.Л. Материалы электронной техники. Задачи и вопросы: учеб. для студ. вузов, обучающихся по спец. электронной техники / Б.Л. Антипов, В.С. Сорокин, В.А. Терехов. – Изд. 3-е, стер. – Санкт-Петербург: Лань, 2003. – 208 с.
  5. Алиев, И.И. Электротехнические материалы и изделия: справочник / И.И. Алиев. – Изд. 2-е, испр. – Москва: РадиоСофт, 2007. – 352 с.
  6. Преображенский, А.А. Магнитные материалы и элементы / А.А. Преображенский. – Москва : Высш. шк., 1983. – 124 с.
  7. Конструкційні та функціональні матеріали / Бабак В.П., Байса Д.Ф., Різак В.М., Філоненко С.Ф. У двох частинах. – К.: Техніка. – Ч.1, 2003. – 344 с.; ч.2, 2004. – 368 с.
  8. Конструкционные и электротехнические материалы: учебник для средних специальных учебных заведений / под. ред. В.А. Филикова. – М.: Высшая школа, 1990. – 296 с.
  9. Справочник по электротехническим материалам. В 3-х томах. / под ред. Ю.В. Корицкого и др. Изд. 2-е перераб. – М.: Энергия, Т.1 – 1974. – 584 с., Т.2 – 1974. – 616 с., Т.3 – 1976. – 896 с.

Інформаційні ресурси

  1. Кислиця С.Г. Робоча програма навчальної дисципліни «Електроматеріалознавство» для студентів спеціальності 141 «Електроенегретика, електротехніка та електромеханіка» /С.Г.Кислиця. – Полтава, 2020. – 12 с.
  2. Кислиця С.Г. Методичні вказівки для практичних робіт із курсу “Електроматеріалознавство” для студентів спеціальності 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка». – Полтава: ПолтНТУ, 2019. – 22 с.

Координатор Syllabus