Materiale Electrotehnice

CURSUL 1

INTRODUCERE

În construcţia dispozitivelor electrotehnice şi electronice intră materiale cu funcţii

diverse, ale căror caracteristici sunt în directă conexiune cu performanţele acestora.

În acest capitol se prezintă noţiuni legate de proprietăţile şi parametrii materialelor

electrotehnice, se fac clasificări şi se prezintă principalele legi de material din teoria

electromagnetismului.

1.1. DEFINIŢII ŞI CLASIFICĂRI

1.1.1. Definiţii. Parametri de material

În electrotehnică se utilizează o paletă largă de substanţe şi materiale. Noţiunea de

substanţă cuprinde categoria de obiecte care se caracterizează prin omogenitatea compoziţiei şi

structurii constituente.

Noţiunea de material este mai largă şi cuprinde ansamblul de obiecte de natură şi

structură diferită sau asemănătoare, care se utilizează într-un anumit domeniu. Putem considera

materialul ca un ansamblu alcătuit din una sau mai multe substanţe.

O proprietate de material reprezintă o însuşire comună pentru acea clasă de materiale care

caracterizează răspunsul materialului la acţiunea unor solicitări exterioare.

1.1.2. Clasificări ale materialelor

Materialele se pot clasifica după mai multe criterii.

A. După compoziţie există:

B. După caracterul proprietăţilor periodice ale elementelor chimice există: metale, metaloide şi

nemetale. Caracteristicile acestora sunt prezentate în Tabelul 1.1.

1.2. LEGI DE MATERIAL ÎN ELECTROTEHNICĂ

1.2.1. Legi şi parametri de material

Proprietăţile diferitelor materiale pot fi descrise cu ajutorul legilor de material, introduse

pe bază de experiment.

O lege de material descrie comportarea materialului sub acţiunea unei solicitări

exterioare. Într-o astfel de lege parametrul de material face legătura între cauză şi efect (descrie

legătura cauzală).

MATERIALE ELECTROTEHNICE

2

Tabelul 1.1. Legi de material în mecanică, termodinamică şi electrotehnică

Domeniul Legi de material

Legea elasticităţii

Mecanică

Legea frecării

Legea dilatării

Legea căldurilor specifice

Termodinamică

Legea conductivităţii termice

Legea conducţiei electrice

Legea polarizaţiei electrice temporare

Legea magnetizaţiei temporare

Legea electrolizei

Electrotehnică

Legea câmpurilor electrice imprimate

1.2.2. Legea conducţiei electrice

Legea conducţiei electrice descrie acea stare a materialului caracterizată prin existenţa

curenţilor electrici de conducţie (starea electrocinetică).

Legea se exprimă matematic prin dependenţa dintre densitatea curentului electric de

conducţie J şi intensitatea câmpului electric E aplicat:

J=f (E), (1.1)

unde mărimea J semnifică densitatea curentului electric de conducţie care trece prin unitatea de

suprafaţă şi se măsoară în A/m2, iar mărimea E caracterizează câmpul electric şi se măsoară în

V/m.