Elektrotechnické materiály a prostředí - Otázky ke zkoušce - Všichni Všem


Materiál je formátu doc

Otázky ke zkoušce

Detail materiálu

Autor:
Přidáno: 02.02.2012 06:56
Kategorie: Zkoušky
Předmět: Elektrotechnické materiály a prostředí
Známka: Nehodnoceno
Hodnoceno: x
Popis: Nějaké vypracované otázky ke zkoušce :)


Stáhnout materiál

Oznámkuj materiál: 1 2 3 4 5

Nahlásit materiál

Doporučit přátelům




Náhled materiálu: Pozor! Náhled nemusí odpovídat skutečnosti. (v náhledu chybí obrázky a formátování se může lišit)

Otázky ke zkoušce z předmětu KET/EMAP 2006/07 – ústní část

1. Co rozumíme pod pojmem částečně krystalická struktura a u jakých materiálů se nejčastěji vyskytuje?
- zejména v pevných polymerních látkách
- současný výskyt krystalické i amorfní fáze
- obě oblasti jsou chemicky i fyzikálně neoddělitelné (přechod plynulý, bez rozhraní)

2. Jaký vliv má částečně krystalická struktura na vlastnosti materiálů? Co vyjadřuje stupeň krystality?
objemový podíl krystalické fáze = stupeň krystality / %
- krystalická fáze dodává látce: pevnost, tvrdost, odolnost proti chemickým činidlům a rozpouštědlům
- amorfní fáze – pružnost, houževnatost, ohebnost, odolnost proti nárazu

3. Charakterizujte krystalickou a amorfní strukturu látek.
Krystalický stav – s dalekosáhlým uspořádáním, částice vytvářejí krystal – jsou zvláštním způsobem uspořádány v prostoru
Dělení krystalů dle chemických vazeb

atomové – vazba stejných atomů, pravidelná orientace atomů
- čím větší energie vazby v krystalu, tím je látka tvrdší a má vyšší teplotu tavení
iontové – vazba 1. a 7. skup. period. Tabulky, slída, typické vazby O a Si
kovové – vazba atomů kovů, typické pro kovy
molekulové – krystal tvořen celými molekulami, vázany Wan der Walsovými silami
- malá tvrdost, nízká teplota tavení
Nekrystalické (amorfní) látky - nepravidelné uspořádání částic v prostoru, příp. uspořádání na velmi krátkou vzdálenost; nestabilní stav (vyšší vnitřní energie než v látce krystalické za stejných podmínek); lze převést na krystalický stav (dlouhodobé udržování vysoké teploty); krystalické lze převést na nekrystalickou (zahřátí a prudké schlazení)

4. Co rozumíme pod pojmem orientovaná struktura a u jakých materiálů se nejčastěji vyskytuje?
- polymerní látky s lineárními řetězci v makromolekulách (např. polyamidy, polystyren, polyetylen, polyetylentereftalát)
- orientace řetězců u vláken a fólií tzv. dloužením
- paralelní orientace makromolekul (menší průřez, větší délka)
- lepší mechanické vlastnosti ve směru dloužení

5. Vyjmenujte druhy bodových poruch krystalové mřížky a vysvětlete jejich podstatu.
Bodové
Vakance – jedna chybějící částice ve struktuře mřížky
Substituce – zabuduje do mřížky atom cizího prvku, liší se velikostí; příměsový atom

intersticiál – částice se dostala do polohy mezi uzlovými body mřížky

Schottkyho porucha – současný výskyt vakance...1. na místě kladného iontu
2. na místě záporného iontu

Frenkelova porucha – současný výskyt iontu v intersticiální poloze a vakance na místě
kladného iontu
6. Jaké jsou druhy poruch krystalické mřížky?
lineární-
dislokace spirálová – tvoří spirálu okolo přímky dislokační – silná napětí v materiálu
- vzniká při technologické práci (tlak, zahřátí)
dislokace hranová – vložená polorovina mezi dvě rovnoběžné roviny
plošné-
hranice zrn – vznik nahromaděním dislokací, u krystalografických rovin
vrstvová porucha – vznik nahromaděním vakancí – velké množství nečistot

7. Uveďte druhy primárních a sekundárních vazeb a rozdíl mezi těmito skupinami.
Primární vazby: - kovalentní
- iontová
- kovová

Sekundární vazby: - Van der Waalsova
- vodíková
- sekundární vazby se vyznačují mnohem menší intenzitou vazebních sil oproti vazbám primárním
8. Vysvětlete vznik a charakter kovalentní vazby a kde se vyskytuje.
Vznik: reakce dvou atomů se stejnou nebo málo rozdílnou elektronegativitou
Charakter: vazba směrová
poloha elektronové dvojice je nejpravděpodobnější na spojnici mezi středy vázaných atomů
Výskyt: typická vazba atomů organických molekul u anorganických látek s krystalickou
mřížkou složenou z atomů (diamant, křemík, germanium, karbid křemíku)

9. Vysvětlete podstatu kovové vazby a kde se vyskytuje.
Vznik: pohyb kladných iontů a volných elektronů, v celém objemu látky (elektronový plyn)
Charakter: elektrostatický charakter
Výskyt: kovové krystaly

10. Jak vzniká iontová vazba, jaký má charakter a u kterých prvků se vyskytuje?
Vznik: předáním jednoho či více elektronů mezi atomy – atomy se mění na ionty s opačným znaménkem
Charakter:vazba sférická
elektrostatický charakter
Výskyt: typická vazba pro iontové krystaly (např. soli alkalických kovů – NaCl);
nejsilnější při reakci prvků I. A VII. skupiny periodické soustavy (velký rozdíl elektronegativit)

11. Uveďte druhy nejčastějších mechanických zkoušek.
statické: materiál je namáhán určitou pomalu vzrůstající silou až na trvalou hodnotu
(zkouška tahem, ohybem, tlakem, krutem, střihem)
dynamické: síla vzroste náhle na určitou velikost (zkoušky rázové)
únavové: pulzující: síla vzrůstá a klesá opakovaně beze změny smyslu působení
míjivé: síla mění při opakovaném namáhání svůj smysl
střídavé: síla vzrůstá a klesá opakovaně (cyklicky) z určité hodnoty
na hodnotu vyšší, aniž mění smysl (pulzující)

12. Uveďte rozdělení slitin železa a podle čeho se rozlišují. Porovnejte jejich vlastnosti.
slitiny – železo - uhlík
dle obsahu C 1,7 % C - oceli
C - surová železa, litiny
- množství uhlíku ovlivňuje vlastnosti železa
surová železa - výroba ze základních surovin
litiny - výroba přetavováním surového železa a kovového odpadu
(surová železa slévárenská)
oceli - výroba ze surových želez (surová železa ocelářská)

13. Uveďte příklady použití slitin železa v elektrotechnice.
Použití kovových konstrukčních materiálů
čisté železo - relé, měřicí přístroje
surová železa - výroba ocelí
litiny - výroba tvarových odlitků
oceli - konstrukční
- se zvláštními vlastnostmi
- nástrojové

14. Porovnejte vlastnosti čistých kovů a slitin (mechanické, elektrické, tepelné a technologické).
čisté kovy - měkké, tvárné, málo pevné,
- dobře elektricky vodivé,
- odolné proti korozi

slitiny kovů - tvrdší, pevnější, hůře tvárné,
- horší elektrická vodivost,
- méně odolné proti korozi (kromě legovaných slitin)

15. Uveďte charakteristické vlastnosti materiálů pro elektrické vodiče.
Obecné vlastnosti elektrických vodičů
- vysoká elektrická vodivost
- rezistivita 10-6 ÷ 10-8
- dobrá tepelná vodivost
- dobré mechanické a technologické vlastností

16. Nakreslete a vysvětlete rozdíl mezi izolantem, polovodičem a vodičem z hlediska pásové teorie.

 

 

 

 

 

a) závislost šířky dovolených pásů na faktoru P(závisí na vazebné energii mezi elektronem a jádrem)
b) pro vodič c) pro polovodič d) pro izolant


17. Co jsou vodiče 1. a 2. třídy? Co způsobuje elektrickou vodivost (jaké částice) u jednotlivých tříd?
elektrická vodivost
- elektronová vodivost (vodiče 1. třídy – pevné látky s elektrony – kovy, více využívaná) – pevné kovy – alkalické kovy
- iontová vodivost (vodiče 2. třídy – roztoky solí, taveniny - elektrolyt) – kapalné stavy – kovy alkalických zemin

18. Popište vlastnosti mědi a její slitiny.
- odolnost proti korozi
- lepší vlastnosti získává tvářením za studena nebo legováním (vznik slitin)
- vodíková nemoc mědi (při T>400 °C a obsahu O2 > 0,003 %, u bezkyslíkové O2 > 0,002 % )
- při T>400° difunduje do mědi vodík, pak se navéže s kyslíkem –
vznik vodní páry, působí tlakem na okolní strukturu – vznik trhlinek – horší mechanické vlastnosti
použití: 55 % Cu – měděné výrobky,
45 % Cu – výroba slitin
čistá Cu – dráty, lana, silnoproudé kabely, sdělovací vodiče, vinutí elektrických strojů, součásti přístrojů, kluzné kontakty, bezkyslíková – vakuová technika
bezkyslíková měď – výroba vysílacích elektronek

Slitiny mědi
mosazi - slitiny Cu – Zn(maximální obsah Zn 45%, optim. 32%),
- použití: tažené a lisované elektrotechnické součásti
bronzy – všechny slitiny Cu (kromě mosazi), např.
+ Sn - součásti spínačů, sběrné kroužky, kontaktní segmenty,
+ Al – součásti odolné vyšším teplotám,
+ Ni – odporové vodiče, termoelektrické články

19. Porovnejte měď a hliník z hlediska vlastností a použití v elektrotechnice.
Měď – odolnost vůči korozi, dobrá tepelná i elektrická vodivost, pokrývá se vrstvou sloučenin
čistá Cu – dráty, lana, silnoproudé kabely, sdělovací vodiče, vinutí elektrických strojů, součásti přístrojů, kluzné kontakty, bezkyslíková – vakuová technika
bezkyslíková měď – výroba vysílacích elektronek
Hliník – měkký, málo pevný, dobře tvárný, na vzduchu velmi stálý, odolný proti korozi
Použití: - hliníková lana (AlFe), sdružené troleje silnoproudé kabely do 35 kV, ochranné vodiče, klecová vinutí s kotvou nakrátko, stínění sdělovacích kabelů, atd.
20. Porovnejte stříbro a zlato z hlediska charakteristických vlastností a použití v elektrotechnice.
Zlato
- výborně tvárný, chemicky nejodolnější, se rtutí tvoří amalgan, nízký a stálý přechodový odpor, málo tvrdé, sklon k opalovaní, lepení a přenos materiálu
- použití: čisté Au – málokdy, pokovování laboratorních přístrojů
slitiny: kontakty pro malé přítlačné síly a nízké proudy
Stříbro
- ze všech kovů nejvyšší elektrická a tepelná vodivost, velmi tvárné, chemicky odolné
- použití Ag: pojistky, vodivé součásti, kontakty (ne silně mechanicky namáhané)

21. Porovnejte vodivosti a použití materiálů pro elektrické vodiče.

 

22. Co je to supravodivost? Uveďte podmínky supravodivosti.
pokles rezistivity některých materiálů při teplotě blízké 0 K na neměřitelně nízkou hodnotu
podmínky supravodivosti:
teplota supravodiče < Tk (kritická hodnota)
indukce magnetického pole < Bk
hustota proudu < Jk

23. Uveďte charakteristické vlastnosti odporových materiálů a jejich zástupce používané pro elektrotepelná zařízení.
- vlastnosti - velká rezistivita
- malý teplotní součinitel rezistivity a délkové roztažnosti
- dostatečná pevnost při vysokých teplotách
- vysoká teplota tavení
- žáruvzdornost a stálost vlastností
slitiny kovů
použití: - měřicí přístroje a odporové normály – Manganin, Konstantan, Nikelin
- odporníky různých druhů – Manganin
- elektrotepelná zařízení – Nichrom, Kantal, Silit, slinuté materiály

24. Uveďte požadované vlastnosti materiálů používaných pro pohyblivé kontakty a příklady kontaktových materiálů.
- požadavky: - odolnost proti erozi působení el. oblouku
- velká tvrdost
- dobrá elektrická a tepelná vodivost
- malý přechodový odpor
- odolnost proti oxidaci

- čisté kovy: Cu, Ni
- vysokotavitelné kovy: W, Mo
- vzácné kovy: Au, Ag, Pt a jejich slitiny + Ir, Pd
- spékané materiály: AgW, WAgNi, AgC, AgNi, WcuNi

25. Uveďte dosud známé modifikace uhlíku a možnosti jejich použití.
Diamant - nejčistší krystalický uhlík,
- krychlová soustava
- 4 kovalentní směrové vazby atomů
grafit - šesterečná soustava, nejměkčí
- kovalentní vazby 3 elektronů v jedné vrstvě (1 volný)
beztvarý uhlík - zahříváním uhlíkatých látek za omezeného přístupu vzduchu
- beztvarý uhlík (saze)
Fullereny - molekuly složené z 20 a více atomů umístěných ve vrcholech různých mnohostěnů kulovitých tvarů, nejstabilnější forma obsahuje 60 atomů uhlíku
Nanopěna - mikrostruktura ve formě pospojovaných nanotrubiček, dají se plnit kovy, vykazuje feromagnetické vlastnosti (tranzistor, žárovka místo wolframu)

vlastnosti
- schopnost vytvářet plynný oxid
- vysoký bod tavení
- chemická stálost
- velká elektrická a tepelná vodivost
- dobrá pružnost a stálost při změnách teplot
použití
- uhlíkové kartáče v elektrických točivých strojích
- speciální kontakty
- telefonní membrány (uhlíkový prach)
- sběrače proudu v elektrické trakci
- odporový materiál
- elektrody v teplotně náročných podmínkách

- pro zlepšení tvrdosti se používá impregnace uhlíku – buď kovem nebo syntetickými pryskyřicemi
- uhlík se zpracovává tepelně – vznikají póry - GRAFITACE
- kovy na impregnaci : měď, hliník, cín, stříbro, olovo, kadmium

26. Na které druhy kontaktů se používá uhlík a proč?
Na speciální kontakty :0
- uhlík se netaví – kontakty se nespékají a neopalují se při vysokých teplotách, nízký součinitel tření, stálý přechodový odpor
27. Vysvětlete princip a příklady použití bimetalu.
Bimetal – materiál vytvořený ze dvou (i více) kovů nebo slitin s různými teplotními součiniteli délkové roztažnosti
Použití: teplotní rozsah 20 ÷ 400 °C, tepelné jističe, termostaty, měřicí technika, aj.
28. Vysvětlete princip termoelektrického článku.
dva vodiče z různých materiálů spojené na jednom konci vodivě
29. Porovnejte vlastnosti materiálů pro tavné pojistky, uveďte zástupce materiálů.
Požadavky na tavný vodič: - velká konduktivita i při malých rozměrech
- nízká teplota tavení
- malá náchylnost k oxidaci
- snadná vypařitelnost (bez pevných zbytků)
materiály: Ag nebo Cu (dráty, pásky)
30. Porovnejte vlastnosti pro kovové pájky, uveďte zástupce materiálů.
Pájka – přídavný kovový materiál pro pájení s teplotou tavení nižší než teplota tavení základního materiálu
- Vlastnosti - dostatečná pevnost v tahu, ohybu, smyku
- smáčivost, roztékavost, kapilarita
- co nejvyšší konduktivita
- odolnost proti korozi
rozdělení dle teploty pájení
měkké pájky - teplota tavení do 450 °C
- nepříliš mechanicky namáhané spoje
- slitiny nízkotavitelných kovů (Pb, Sn, příp. + Cd, Bi)
tvrdé pájky - teplota tavení nad 450 °C
- větší mechanické namáhání, vyšší, resp.kryogenní teploty
- mosazné, stříbrné, hliníkové, ostatní

31. Co rozumíme pod pojmem izolant? Co rozumíme pod pojmem dielektrikum?
Izolant – materiál použitelné pro vzájemné odizolování, odděluje místa rozdílných potenciálů, brání průchodu el. proudu
Dielektrikum – látka, která dokáže vytvořit vlastní el. pole a vlastní polarizaci, každý izolant je idelektrikum, nikoli obráceně
32. Uveďte a vysvětlete charakteristické parametry elektroizolačních materiálů.

 


33. Uveďte rozdělení elektroizolačních materiálů a příklady materiálů.

34. Uveďte rozdělení plynných izolantů a jejich zástupce.
Rozdělení plynných izolantů - běžné plyny (vzduch, vodík, dusík, oxid uhličitý)
- vzácné plyny (helium, neon, argon, krypton, xenon)
- elektronegativní plyny (fluorid sírový SF6, fluorokarbony, chlorfluorkarbony)

35. Uveďte charakteristické vlastnosti plynných izolantů. Jaký vliv na jejich elektrickou pevnost má teplota a tlak plynu?
Obecné vlastnosti - nejnižší relativní permitivita
- dielektrické ztráty prakticky nezávislé na frekvenci (pro neionizované)
- nízká hodnota konduktivity
- schopnost regenerace
- rovnoměrné vyplnění prostoru
- zvýšení tlaku – zvětšení elektrické pevnosti
- zvýšení teploty – snížení elektrické pevnosti

36. Uveďte příklady použití jednotlivých plynných izolantů.
použití běžných plynů
vzduch - obsahuje určité množství vlhkosti
- méně než 50% stanovené hodnoty vlhkosti – suchý vzduch
- pro 20°C, množství vodních par nasyceného vzduchu 17,3 *10-3kg/m3
- venkovní vedení, vzduchové kondenzátory a transformátory
- pro vysokonapěťová zařízení musí být vzduch stlačen
vodík - je nejlehčí, má nejnižší elektrickou pevnost
- využívá se , že má 7x větší tepelnou vodivost než vzduch
- jako chladící médium u velkých elektrických točivých strojů
- nepůsobí oxidačně
- je hořlavý a ve směsi se vzduchem je výbušný
- kryogenní technika, chladicí médium velkých el. toč. strojů, umělá atmosféra při
výrobě polovodičů a v el. pecích
dusík - chemicky stabilní, netvoří výbušnou směs
- chladící médium v kryogenní technice, v suchých výkonových transformátorech,
- inertní atmosféra v olejových transformátorech
- používá se v kapalné formě
oxid uhličitý - je těžší než vzduch
- používá se ve stlačeném stavu jako dielektrikum vysokého napětí kapacitních normálů, někdy jako náplň ve výbojkách

použití vzácných plynů
helium, neon, argon, krypton, xenon
- inertní plyny - náplně výbojek, ve směsi s dusíkem – osvětlovací technika

He – kryogenní technika
He + Ne – laserová technika
Ar – ochranná atmosféra při svařování kovů
Xe – náplň fotografických výbojek

použití elektronegativních plynů
- obsahují chlor, fluor – zvýšení elektrické pevnosti
fluorid sírový SF6 - je 5x těžší než vzduch
- chemicky stabilní do 200°C, při vyšší teplotě dochází k rozkladu na
toxické látky
- zapouzdřené rozvodny, transformátory a vypínače vvn, vlnovody,
koaxiální kabely
- má vysokou el. pevnost
fluorokarbony – hexafluormetan, oktofluoropropan, oktofluorocyklobutan
- jsou teplotně stabilnější (cca 220°C), netoxické (vylučují c, ale nedochází ke vzniku toxických produktů)
chlorfluorkarbony - dichlordifluormetan (Freon)
- při běžných teplotách netoxický, chemicky stabilní (při teplotách nad
700°C se rozkládá a vzniká jedovatý fosgen a HCl, HF)
- vn transformátory, rentgenová zařízení

37. Co to je fluorid sírový. Zařaďte jej do příslušné skupiny elektrotechnických materiálů. Kde se SF6 používá?
fluorid sírový SF6 - je to elektonegativní plyn
- je 5x těžší než vzduch
- chemicky stabilní do 200°C, při vyšší teplotě dochází k rozkladu na
toxické látky
- zapouzdřené rozvodny, transformátory a vypínače vvn, vlnovody,
koaxiální kabely
- má vysokou el. pevnost

38. Uveďte rozdělení kapalných izolantů a jejich zástupce.
rozdělení kapalných izolantů - rostlinné oleje (směsi esterů, glycerinů a nenasycených mastných kyselin)
- minerální oleje (směs různých uhlovodíků)
 


...
pokud chcete materiál celý, musíte si jej stáhnout (stažení je zdarma)

 
novinky

Přidat komentář

Ohodnoť materiál Otázky ke zkoušce.


 
typ

Podobné materiály

Podobné materiály k materiálu: Otázky ke zkoušce

lupa
Rychlá navigace
přejdi rychleji k hledaným materiálům


 
statistika
Statistika
Jak jsme na tom?

Studentů: 38583
Materiálů střední školy: 3603
Materiálů vysoké školy: 1593
Středních škol: 806
Vysokých škol: 63



© 2010 - 2019 Všichni Všem - Smluvní podmínky | Kde to jsem? | Kontakty | Reklama
Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace