Vật liệu sử dụng trong kỹ thuật điện

Bài viết này đưa ra ánh sáng về bốn loại vật liệu quan trọng được sử dụng trong kỹ thuật điện. Các loại là: 1. Vật liệu được sử dụng trong Kỹ thuật điện 2. Vật liệu được sử dụng để dẫn điện 3. Vật liệu cách điện 4. Vật liệu được sử dụng để tăng cường từ trường.

Kỹ thuật điện: Loại # 1. Vật liệu được sử dụng trong Kỹ thuật điện:

Các vật liệu được sử dụng trong kỹ thuật điện có thể được chia thành bốn loại quan trọng, theo cách sử dụng của chúng:

(a) Vật liệu dùng để dẫn điện,

(b) Vật liệu được sử dụng để cách nhiệt,

(c) Vật liệu được sử dụng để tăng cường từ trường,

(d) Vật liệu được sử dụng để chế tạo các giá đỡ, vỏ và các bộ phận cơ khí khác và đồng xu.

Các vật liệu được sử dụng trong các thiết bị điện phải là vật liệu dẫn điện và một số vật liệu cách điện. Dòng điện chỉ có thể chảy hiệu quả thông qua một đường dẫn được tạo ra từ vật liệu dẫn điện tốt. Một mạch điện chỉ có thể được điều khiển nếu dòng điện được giới hạn tốt trong đường dẫn bằng cách điện hiệu quả.

Hầu hết năng lượng điện được cung cấp cho mỏ than hoặc nói trong bất kỳ ngành công nghiệp nào khác được sử dụng trong các thiết bị như động cơ, máy biến áp, rơle, chuông, v.v ... mà trên thực tế hoạt động thông qua hiệu ứng từ của dòng điện.

Hiệu quả của thiết bị như vậy phụ thuộc phần lớn vào việc sử dụng vật liệu cho lõi và các mảnh cực giúp tăng cường từ trường được tạo ra khi dòng điện chạy trong cuộn dây của thiết bị.

Có một thực tế là hầu hết tất cả các thiết bị điện được bao bọc theo cách này hay cách khác, mặc dù các vỏ bọc khác nhau. Nó chắc chắn không thể là tất cả các thùng sẽ giống nhau. Trong thực tế, thiết kế vỏ bọc phụ thuộc vào việc sử dụng thiết bị và môi trường nơi nó sẽ được lắp đặt.

Bên cạnh đó, trong động cơ và thiết bị đóng cắt có nhiều bộ phận chuyển động đòi hỏi vật liệu được lựa chọn đặc biệt xem xét các tính năng thiết kế của thành phần cụ thể. Do đó, chúng ta có thể thấy rằng việc lựa chọn vật liệu cho thiết bị điện nên được thực hiện với sự quan tâm và suy nghĩ và tính toán tuyệt vời.

Kỹ thuật điện: Loại # 2. Vật liệu dùng để dẫn điện:

Các vật liệu chế tạo mạch điện được lựa chọn chủ yếu để dễ dàng dẫn điện. Dễ dẫn không phải là, tuy nhiên, chỉ xem xét. Nhiều bộ phận của mạch phải có các tính chất cơ học như độ bền kéo hoặc khả năng chống mòn, hoặc độ dẻo hoặc cường độ nén, v.v.

Một số loại thiết bị sẽ yêu cầu dẫn vật liệu phản ứng với dòng điện đi qua, chẳng hạn như các dây tóc được sử dụng trong đèn điện. Các vật liệu khác được chọn vì chúng cung cấp điện trở cho dòng điện, ví dụ như những vật liệu được sử dụng để chế tạo điện trở và biến trở, điều khiển dòng điện trong mạch. Một số vật liệu dẫn điện hữu ích nhất được tìm thấy trong số các kim loại được sử dụng trong thiết bị điện được đưa ra dưới đây.

Đồng:

Vật liệu này được sử dụng phổ biến nhất để hình thành các đường dẫn hiện tại trong các mạch điện. Nó dẫn điện rất dễ dàng, và tính chất vật lý của nó cho phép nó được sử dụng theo nhiều cách. Nó là một kim loại mềm, để nó có thể được rút ra thành các thanh và dây, nó cũng có thể uốn cong và tạo hình theo yêu cầu. Nó có thể được tham gia bằng cách hàn, hàn, bắt vít hoặc hàn.

Đồng được sử dụng cho các cuộn dây của thiết bị điện từ, ví dụ như động cơ, máy phát điện, máy biến áp và rơle. Hầu hết các cuộn dây được làm từ dây đồng, nhưng cuộn dây dự định mang dòng điện nặng có thể được hình thành từ các thanh đồng có hình dạng. Các phân đoạn tiến hành của cổ góp thường được làm bằng đồng nhưng có thiết kế và hình dạng cụ thể cần thiết để mang dòng điện định mức cụ thể.

Một lần nữa chúng ta thấy đồng ở các dạng khác nhau, giống như các sợi được sử dụng ở trung tâm của dây cáp mang dòng điện. Đây cũng là câu hỏi về khả năng mang theo hiện tại là quan trọng. Trong thiết kế dây cáp, một nhà thiết kế phải suy nghĩ rất cẩn thận và tính toán.

Bây giờ nếu chúng ta nhìn vào thiết kế của thanh cái và chuyển đổi các tiếp điểm, ở đây một lần nữa chúng ta thấy một phần quan trọng của đồng đóng vai trò là một dây dẫn mang điện hiện tại. Đôi khi các tiếp điểm này phải mang dòng điện trong phạm vi vài nghìn ampe, và đối với các tiếp điểm và mặt cắt thanh cái này được tạo thành từ mặt cắt cần thiết theo thiết kế.

Thau:

Vật liệu này trong thực tế là hợp kim của đồng và kẽm cũng được sử dụng nhiều trong các thiết bị điện, mặc dù chúng ta biết rằng đồng thau không dẫn điện cũng như đồng, nhưng nó cứng hơn đồng, và có thể dễ dàng chống lại sự hao mòn và hư hỏng hơn .

Giống như đồng, điều này cũng có thể được rút ra thành dây, thanh và các hình thức đặc biệt để sử dụng trong các ứng dụng khác nhau. Điều này cũng có thể được tham gia bằng cách hàn, hàn, bắt vít và tán đinh. Nó được sử dụng cho phích cắm, ổ cắm, thanh kết nối, thiết bị đầu cuối, tiếp điểm trong các tiếp điểm có xếp hạng nhỏ hơn, và cho bu lông và đai ốc cho các thành phần sống.

Nhôm:

Nhôm cũng là một chất dẫn điện tốt. Nhôm thực tế là một kim loại nhẹ, và không mạnh bằng đồng. Vấn đề với kim loại này là việc nối rất khó khăn, mặc dù việc nối bằng cách bắt vít và thậm chí hàn bằng hàn hồ quang argon đặc biệt là có thể thành công.

Nó chủ yếu được sử dụng trong trường hợp cánh quạt đúc của động cơ lồng sóc. Nó cũng được sử dụng trong đường dây trên không và cáp ngầm. Giống như đồng, nhôm cũng có thể được rút ra dưới dạng thanh, thanh và bất kỳ dạng đặc biệt nào được sử dụng trong các thiết bị điện khác nhau.

Trong trường hợp sử dụng trong các mỏ than, việc sử dụng nhôm hoặc hợp kim nhôm làm vật liệu vỏ cho bất kỳ thiết bị điện nào sử dụng dưới lòng đất như máy khoan, phụ kiện chiếu sáng, v.v ... hiện bị cấm do có nguy cơ gây ra tia lửa thiết bị bị tấn công mạnh bởi một số vật liệu hoặc thiết bị cứng hơn nhiều như vòm thép, đường ray ống hoặc các vật liệu cứng khác.

Constantan (Eureka) và Magnanin:

Constantan là hợp kim của đồng và niken, và manganin là hợp kim của đồng, niken và mangan. Cả hai hợp kim này đều có điện trở cao hơn so với hầu hết các kim loại khác được sử dụng làm dây dẫn, và công dụng chính của chúng là trong việc xây dựng điện trở và các biến trở được sử dụng làm yếu tố làm nóng chủ yếu.

Vonfram:

Kim loại này được sử dụng chủ yếu cho các dây tóc của bóng đèn điện. Nó có điểm nóng chảy cao, và có thể, bằng cách đi qua một dòng điện, được làm nóng (trong ống thủy tinh chứa đầy khí) đến nhiệt độ mà nó sẽ phát ra ánh sáng rực rỡ.

Kẽm, chì, sắt và niken:

Những kim loại này được sử dụng trong các điện cực của pin sơ cấp và thứ cấp.

Thủy ngân:

Một kim loại lỏng được sử dụng làm dây dẫn trong nhiều loại công tắc thủy ngân, tự động cắt và trong bộ chỉnh lưu hồ quang thủy ngân. Ở trên chúng tôi đã thảo luận về các dây dẫn kim loại dẫn điện, nhưng có những dây dẫn phi kim loại cũng dẫn điện tốt như nhau và chúng được sử dụng rất nhiều trong kỹ thuật điện.

Carbon:

So với kim loại, carbon cung cấp điện trở cao cho dòng điện. Nó có một tính chất quan trọng, tuy nhiên, ở chỗ nó tự bôi trơn (than chì, một dạng carbon, được sử dụng làm chất bôi trơn trong một số máy). Do đó, carbon là vật liệu được sử dụng phổ biến nhất trong bàn chải động cơ và máy phát điện.

Trên thực tế, bàn chải carbon có thể duy trì sự tiếp xúc chắc chắn nhưng trơn tru với một cổ góp xoay hoặc trượt mà không gây nóng quá mức hoặc mòn nhanh.

Đây thực sự là một tài sản tuyệt vời của carbon, một chất dẫn phi kim, mà không có chất dẫn kim loại nào có thể sánh bằng. Trong thực tế, không có tiếp xúc kim loại nào có thể làm việc ở vị trí của bàn chải carbon được sử dụng trong trượt hoặc cổ góp.

Tuy nhiên, bàn chải carbon thường chứa một lượng nhỏ đồng để cải thiện độ dẫn của chúng. Carbon cũng được tìm thấy cực kỳ hữu ích để chế tạo các điện trở cố định và biến đổi và cũng như các điện cực cho pin chính.

Chất lỏng:

Từ lý thuyết và thực tiễn, chúng ta biết rằng các chất lỏng phi kim loại dẫn điện, trên thực tế, làm như vậy bằng quá trình điện phân. So với kim loại, chúng có khả năng chống dòng điện cao. Chất điện phân của tế bào sơ cấp và thứ cấp được sử dụng trong pin là chất lỏng được tiến hành bằng phương pháp điện phân.

Và các chất lỏng này bao gồm axit sunfuric loãng và dung dịch amoniac (amoni clorua) và kali hydroxit. Một chất lỏng dẫn điện đôi khi cũng được sử dụng như một điện trở nặng để khởi động động cơ có xếp hạng cao. Trong thực tế, một giải pháp rửa soda trong nước, ví dụ, cung cấp các yếu tố kháng trong khởi động chất lỏng cho động cơ.

Kỹ thuật điện: Loại # 3. Vật liệu cách điện:

Vật liệu cách điện được sử dụng để giam cầm hoặc dẫn dòng điện vào mạch mà qua đó chúng được thiết kế để chảy. Nếu không có cách điện, dòng điện sẽ ngay lập tức tìm đường đi gần nhất đến trái đất và gây nguy hiểm cho toàn bộ hệ thống.

Trên thực tế, tính hiệu quả và hiệu quả của vật liệu cách điện không chỉ phụ thuộc vào hiệu suất của thiết bị điện và lắp đặt điện mà còn là sự an toàn cho tính mạng của những người làm việc với nó.

Trong thực tế, vật liệu cách nhiệt là một bảo vệ cứu sinh cho cả thiết bị cũng như cho những người sử dụng thiết bị điện này. Do đó, lựa chọn loại và cấp cách điện cho thiết bị là nhiệm vụ chính đối với một kỹ sư điện, người phải thiết kế các thiết bị sẽ được sử dụng trong ngành, cho dù đó là mỏ than hay nhà máy thép.

Ngày nay bằng cách tăng cấp cách điện, và do đó tăng công suất của vật liệu cách nhiệt để chịu được nhiệt độ cao hơn nhiều mà không làm giảm chất liệu cách điện, đánh giá của các thiết bị điện như động cơ và máy biến áp, thiết bị đóng cắt và cả thanh cái cũng tăng không thể tin được cùng khung của thiết bị.

Tuy nhiên, nhiều loại vật liệu cách điện đang được sử dụng. Sự lựa chọn vật liệu cách điện cụ thể cho bất kỳ mục đích cụ thể nào được xác định bởi điện áp của mạch được cách điện và yêu cầu vật lý và môi trường của thiết bị. Các vật liệu cách điện một dây dẫn sống từ trái đất, hoặc cách điện một dây dẫn sống với một dây dẫn khác, có một sự khác biệt tiềm năng được áp dụng trên nó.

Mặc dù dòng điện không chảy qua các vật liệu cách điện, vật liệu này phải chịu biến dạng cực lớn được gọi là biến dạng điện môi. Nếu sự khác biệt tiềm năng được tăng lên, biến dạng điện môi này tăng lên, và sự khác biệt tiềm năng có thể đạt được khi biến dạng trở nên quá lớn.

Lớp cách nhiệt sau đó bị phá vỡ và một dòng điện chạy qua nó. Và một khi lớp cách nhiệt bị phá vỡ, tính chất cách điện của nó bị suy giảm vĩnh viễn. Vật liệu cách điện có thể chịu được điện áp cao có độ bền điện môi cao và rất cần thiết cho cách điện của mạch điện áp cao và trung bình.

Trong các mạch điện áp và tín hiệu thấp, cường độ điện môi không quá quan trọng và vật liệu cách điện có thể được chọn chủ yếu vì dễ sản xuất hoặc thích ứng hoặc xử lý an toàn thiết bị, vì ngay cả một cú sốc điện nhỏ cũng có thể gây tử vong.

Bây giờ ngoài các đặc tính cách điện, các đặc tính khác của vật liệu phải được xem xét. Đối với một số mục đích, ví dụ cách điện của cáp, vật liệu phải linh hoạt và không được làm mất tính chất cách điện khi bị kéo căng hoặc biến dạng.

Độ bền cơ học cũng rất quan trọng đối với nhiều mục đích, đặc biệt đối với động cơ được sử dụng cho nhiệm vụ chuyên chở, trong đó đôi khi tốc độ của động cơ đạt gần gấp đôi tốc độ.

Trong những trường hợp như vậy, nếu độ bền cơ học của vật liệu cách điện không đủ mạnh, dây dẫn và thậm chí cả dây dẫn (bị ràng buộc bởi vật liệu cách điện) có thể bay ra, gây ra thiệt hại nghiêm trọng không chỉ cho động cơ mà còn cho việc lắp đặt.

Do đó độ bền cơ học rất quan trọng đối với nhiều mục đích, vì độ bền điện môi có thể bị suy giảm nếu các bộ phận của vật liệu cách điện bị nứt hoặc vỡ. Thiệt hại cơ học đối với cách điện là một nguyên nhân của sự cố điện. Đôi khi, nếu thiệt hại cơ học này không được chú ý kịp thời, sự cố bầu cử có thể trở nên rất nghiêm trọng.

Và do đó, cần phải thường xuyên và kiểm tra kỹ lưỡng cách điện để kiểm tra xem nó đã bắt đầu xuống cấp, hoặc lão hóa, hoặc nứt, hoặc giá trị IR của nó đã giảm xuống ít hơn nhiều so với giới hạn cho phép đối với các mục đích sử dụng cụ thể. Trong thực tế, tuổi thọ của vật liệu cách nhiệt quyết định tuổi thọ của một thiết bị điện. Do đó, một nghiên cứu thường xuyên đang diễn ra liên quan đến việc cải thiện cách điện (tham khảo bảng 2.2).

Các loại cách điện:

Không khí khô:

Không khí khô trong thực tế là một chất cách điện quan trọng và hiệu quả. Ví dụ, chúng ta biết, hai dây dẫn trần sống được ngăn cách bằng không khí và cách điện hiệu quả với nhau. Ví dụ tốt nhất cho điều này là thanh cái của bảng điều khiển, động cơ và máy biến áp cho thiết bị đầu cuối. Tuy nhiên, cách nhiệt không khí đã có một giới hạn xem xét độ bền điện môi của nó.

Do đó, nếu điện áp cao hơn quá mức so với điện áp định mức được truyền qua các cực này, cường độ điện môi sẽ bị vỡ và do đó gây ra sự cố. Do đó, trong khi thiết kế buồng thanh cái và hộp thiết bị đầu cuối, một nhà thiết kế phải tuân theo khoảng trống đã được chứng minh tiêu chuẩn giữa hai thanh sống trần được đặt theo tiêu chuẩn kỹ thuật của Ấn Độ hoặc Anh được thực hiện theo kinh nghiệm và lý thuyết.

Trong thực tế khi điện áp cao quá mức xảy ra, không khí giữa hai thanh sống bị ion hóa và một vòng cung phát triển trên không gian giao thoa, được gọi là đường dây đến đường dây và sau đó đến trái đất, tức là toàn mạch ngắn. Một ví dụ điển hình khác về sự cố của cách nhiệt không khí là sự xuất hiện của sét.

Cao su:

Đây cũng là một chất cách điện, nhưng điều này không thể chịu được nhiệt độ quá cao. Là một vật liệu linh hoạt, điều này được sử dụng chủ yếu để bọc bên trong các dây dẫn cáp có kích cỡ khác nhau. Trong thực tế, hợp chất cao su đóng một phần quan trọng trong sản xuất dây cáp.

Cao su lưu hóa:

Cao su được xử lý này trong thực tế khó khăn hơn nhiều so với cao su nguyên chất, mặc dù nó có độ bền điện môi thấp.

Nhựa:

Nhựa trong tất cả các dạng khác nhau của nó đang được sử dụng ngày càng nhiều cho các vật liệu cách điện.

Đây là quá nhiều để đề cập riêng trong cuốn sách này, nhưng như một hướng dẫn hữu ích sau đây là một số vật liệu thay thế cao su làm phương tiện cách điện cho dây và cáp:

a) PVC (Poly vinyl clorua)

b) Neoprone

c) Cao su butyl

d) EPR (Ethyline - Cao su propylene)

e) CSP (Clorosulphonate Polythene)

Bông và vecni, sợi thủy tinh, vv.:

Trong các thiết kế trước đó, dây dẫn của động cơ và máy biến thế đã được cách điện chủ yếu bằng bông và vecni. Tuy nhiên, ngày nay, trong hầu hết các trường hợp, những thứ này đã được thay thế bằng các vật liệu cách điện hiệu quả hơn và hiện đại hơn như men dựa trên nhựa, sợi thủy tinh, amiăng, v.v.

Ngày nay, màng cách điện bằng nhựa đang có xu hướng thay thế bông và vecni để cách điện cho cuộn dây. Trong thực tế, những bộ phim này được áp dụng dễ dàng hơn, và cũng có khả năng chống ẩm hiệu quả hơn. Tuy nhiên, trước khi sử dụng các màng cách nhiệt này, các cuộn dây phải được nung hoàn hảo để loại bỏ độ ẩm.

Giấy tẩm dầu:

Giấy được tẩm dầu cách điện cũng có độ bền điện môi cao, nó thường được sử dụng để cách điện các dây dẫn của cáp có độ căng cao, không bắt buộc phải linh hoạt. Giấy hấp thụ độ ẩm rất dễ dàng để nó chỉ có thể được sử dụng trong các thiết bị được thiết kế để ngăn hơi ẩm xâm nhập, như cáp bọc chì.

Vì lý do này, khi bất kỳ cáp cách điện giấy nào bị cắt, đầu cuối phải được niêm phong ngay lập tức để bảo vệ nó khỏi độ ẩm.

Dầu cách điện:

Dầu cách điện có độ bền điện môi cao và do đó được sử dụng để cách điện một số loại thiết bị có độ căng cao. Máy biến áp và thiết bị ngưng tụ kết nối với các mạch có độ căng cao, thường được ngâm trong dầu cách điện. Dầu thường được sử dụng làm môi trường làm mát cũng như cách nhiệt.

Do đó, nó có hai chức năng quan trọng trong các thiết bị điện. Sử dụng dầu cách điện trong máy biến áp là một ví dụ tốt. Sự tiếp xúc của một số thiết bị đóng cắt có độ căng cao hoạt động trong dầu cách điện, bên cạnh cách điện, giúp làm dịu hồ quang rút ra. Khi phần tiếp xúc, dầu cách điện mỏng và rất dễ cháy.

Nó bay hơi khi được làm nóng, và vì hơi có chứa hydro, thiết bị chứa đầy dầu phải được bảo vệ tốt trước nguy cơ nổ.

Kim tự tháp:

Loại chất lỏng cách điện này hiện đang được sử dụng. Chất lỏng này trong thực tế nặng hơn và có độ bền điện môi cao hơn dầu biến thế được sử dụng thường xuyên. Nhưng khó khăn với chất lỏng này là xử lý thường xuyên, vì nó trở nên dày khi lạnh và trở nên mỏng hơn khi nhiệt độ tăng. Loại chất lỏng này chủ yếu được sử dụng ở Nga.

Sứ:

Sứ có độ bền điện môi rất cao và do đó thường được sử dụng làm chất cách điện, trong các mạch có độ căng cao. Là một dạng của đất nung, nó phải được tạo thành hình dạng cần thiết trong quá trình sản xuất và một khi đã bắn, không thể hoạt động được.

Nó được sử dụng chủ yếu cho các chất cách điện hỗ trợ các dây dẫn cơ sở, ví dụ như các giá đỡ cho thanh cái và các bộ phận dẫn điện của thiết bị đóng cắt bằng sắt và hộp nối. Cách điện cho đường dây ngoài trời cũng được làm bằng sứ.

Mica:

Một chất khoáng cứng giòn được sử dụng làm vật liệu cách nhiệt cho cuộn dây động cơ và cách điện giữa các phân khúc của cổ góp. Nó sẽ chịu được nhiệt độ cao và không thấm nước. Các hình thức cách nhiệt khe khác bao gồm các vật liệu như giấy bị biến màu, sợi thủy tinh, laminate amiăng và millinex mới nhất.

Ban cách điện:

Có nhiều loại bảng cách nhiệt và cách điện đúc. Nhấn pahn, tuffnol và letheroid thường được sử dụng trong các thiết bị điện. Công dụng của chúng bao gồm bảng đầu cuối, bộ định dạng cho cuộn dây, cách điện khe cho cuộn dây động cơ và máy biến áp, và bàn chải và vòng đệm cách điện.

Ebonit:

Một dạng cao su lưu hóa rất cứng trông giống như gỗ mun. Công dụng của nó bao gồm bảng đầu cuối, bàn chải và vòng đệm cách điện.

Gỗ Permali:

Đây là một loại gỗ đặc biệt có độ bền điện môi tốt hơn gỗ thường. Những thứ này có độ bền chống ẩm cao hơn. Chúng thường được sử dụng cho bảng tiếp xúc, dải phân cách, hỗ trợ thiết bị đầu cuối ống lót.

Băng cách điện:

Băng cách điện được sử dụng để quấn quanh các cuộn dây hoặc dây dẫn cơ bản trong vỏ bọc, ví dụ: Trong các thiết bị đóng cắt và vỏ động cơ. Nó đôi khi được sử dụng để sửa chữa hoặc thay thế cách điện bị hư hỏng. Băng được làm từ sợi lưu hóa (ví dụ: Voi), từ vải cotton, lụa hoặc sợi thủy tinh (ví dụ băng Empire) hoặc từ mica sứt mẻ (Micanite).

Băng nhựa (PVC), hoặc băng nylon thuộc tính điện hiện nay thường được sử dụng cho nhiều loại mạch điện áp thấp, trung bình và cao.

Hợp chất cách điện:

Hợp chất cách điện được sử dụng để làm đầy các hộp nối cáp, tạo thành các bộ kết nối và vỏ thiết bị đầu cuối. Nhiều hợp chất dựa trên bitum và phải được nung nóng và đổ vào vỏ để được đổ ngay lập tức trong khi nóng. Các hợp chất rót lạnh bao gồm khoáng chất hoặc dầu tổng hợp với chất làm cứng hiện đang được sử dụng rộng rãi hơn.

Kỹ thuật điện: Loại # 4. Vật liệu được sử dụng để tăng cường từ trường:

Động cơ, máy biến áp, rơle, trong thực tế là các thiết bị điện từ có cuộn dây của chúng được quấn trên lõi. Các vật liệu mà các lõi này được tạo ra được chọn cho khả năng tạo ra từ trường mạnh khi bị từ hóa bởi dòng điện chạy trong cuộn dây. Vật liệu như vậy được mô tả là có tính thấm từ cao.

Tuy nhiên, tính thấm từ cao không phải là yêu cầu duy nhất của vật liệu lõi. Các vật liệu phải có khả năng bị từ hóa rất nhanh và mất từ ​​tính càng sớm càng tốt sau khi dòng từ hóa ngừng chảy.

Yêu cầu này đặc biệt quan trọng trong các thiết bị hiện tại xen kẽ, chẳng hạn như máy biến áp, trong đó các lõi được từ hóa và khử từ một trăm lần mỗi giây. Sự chậm trễ trong việc đáp ứng với những thay đổi trong dòng từ hóa được gọi là độ trễ, tất cả các vật liệu từ tính đều bị trễ, mặc dù trong một số yếu tố này thực sự rất nhỏ.

Một yêu cầu quan trọng khác của vật liệu lõi là chúng phải giữ được càng ít từ tính càng tốt khi dòng từ hóa ngừng chảy. Tất cả các vật liệu từ tính giữ một mức độ từ tính khi chúng được đặt trong từ trường, nhưng các vật liệu khác nhau rất nhiều về số lượng chúng giữ lại. Duy trì thấp có liên quan đến độ trễ thấp và ngược lại.

Chẳng hạn, một nam châm vĩnh cửu, có hệ số trễ cực cao và do đó, rất khó để từ hóa khi dòng từ hóa dừng lại. Tuy nhiên, các vật liệu cốt lõi dễ dàng bị từ hóa và giữ lại một lượng từ tính hầu như không thể phát hiện được khi dòng từ hóa chấm dứt.

Do đó, vật liệu lõi tốt là những vật liệu có độ thấm từ cao và độ trễ thấp. Trong thực tế, sắt mềm đáp ứng các yêu cầu này và tại một thời điểm đã được sử dụng rộng rãi cho lõi điện từ.

Một số hợp kim của sắt tuy nhiên đã được chứng minh là hiệu quả hơn nhiều. Trong số các hợp kim hiện đang được sử dụng phổ biến là hợp kim silicon và sắt (ví dụ Lohys và Stalloys), hợp kim của coban và sắt (Permendur), và hợp kim của niken và sắt (Permalloy).

Các lõi của cuộn dây cảm ứng, chẳng hạn như các máy biến áp, động cơ và máy phát điện được tạo thành từ các lớp kim loại mỏng (độ dày từ 0, 005 đến 0, 007) được gọi là các lớp mỏng, được cách ly với nhau (bằng các lớp mỏng 0, 002 của vecni) và bắt vít chặt với nhau. Phương pháp xây dựng này được áp dụng để ngăn dòng điện xoáy lưu thông trong lõi.

Tuy nhiên, các vật liệu cốt lõi chủ yếu là kim loại màu là một chất dẫn trong từ trường, do đó emf được tạo ra trong đó khi có bất kỳ thay đổi nào về cường độ của trường. Nếu lõi là rắn, một đường điện trở thấp sẽ tồn tại cho phép dòng điện nặng lưu thông.

Nếu được phép lưu thông, thì dòng điện xoáy sẽ tạo ra từ trường đối lập với dòng điện được tạo ra bởi dòng từ hóa, do đó quá nóng nghiêm trọng. Lớp cách nhiệt giữa các lớp cán ngăn dòng điện xoáy chảy, lớp cán được đặt theo hướng của từ trường để giảm thiểu ảnh hưởng đến cường độ của trường.

Khung, vỏ:

Gang, hợp kim đúc và thép tấm chế tạo cho đến nay là những vật liệu phổ biến nhất cho khung và vỏ của thiết bị điện được sử dụng trong các ngành công nghiệp khai thác mỏ. Nhựa đúc cứng được sử dụng cho một số bộ phận cơ khí và nhựa epoxy hiện được sử dụng cho một số mục đích. Lắp đèn điện và cửa sổ kiểm tra sử dụng kính bọc thép hạng nặng. Thép cao cấp được sử dụng cho trục động cơ và bề mặt chịu lực.