西安交通大學(xué)電氣材料課后題

《西安交通大學(xué)電氣材料課后題》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《西安交通大學(xué)電氣材料課后題（35頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第一章 緒論1-1.什么是電氣材料？主要有哪些種類？1.電氣材料是指在電力設(shè)備中應(yīng)用的材料。電氣材料是構(gòu)成電力設(shè)備的基礎(chǔ)物質(zhì)，是實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備各種功能的基礎(chǔ)，是電力設(shè)備安全可靠運(yùn)行的基本保證。2.根據(jù)其電氣功能，電氣材料主要分為電介質(zhì)絕緣材料、半導(dǎo)體材料、導(dǎo)電材料、磁性材料。1-2.什么是電力設(shè)備？電力系統(tǒng)中的電力設(shè)備主要有哪些類別？電力設(shè)備是指在電力系統(tǒng)中能夠?qū)崿F(xiàn)電能的生產(chǎn)、傳輸、變換、分配、使用的設(shè)備的總稱。電力設(shè)備的分類：按電力先后順序，分為：發(fā)電設(shè)備、變電設(shè)備、輸電設(shè)備和用電設(shè)備。按在電力系統(tǒng)中所起的作用，分為：一次設(shè)備、二次設(shè)備。按技術(shù)重要程度，分為：核心設(shè)備、輔助設(shè)備。按經(jīng)濟(jì)價(jià)值差異，分為：大型貴重設(shè)備、普通設(shè)備。1-3.電氣材料的作用和地位？1. 電氣材料是構(gòu)成電力設(shè)備的基礎(chǔ)物質(zhì)，是實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備各種功能的基礎(chǔ)，是電力設(shè)備安全可靠運(yùn)行的基本保證。隨著導(dǎo)電材料、半導(dǎo)體材料、磁性材料和絕緣材料的發(fā)展，使人們?cè)陔姶艌?chǎng)理論與量子力學(xué)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)制造出各種電力設(shè)備與器件，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能產(chǎn)生、傳輸、變換及應(yīng)用過(guò)程的控制，發(fā)展形成現(xiàn)代電力工業(yè)并使之成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈。2. 在電氣功能技術(shù)領(lǐng)域中，電氣材料始終占有不可替代的重要地位。各種電氣新技術(shù)的產(chǎn)生，往往都要通過(guò)相應(yīng)的設(shè)備和器件來(lái)實(shí)現(xiàn)，設(shè)備和器件需要各種材料來(lái)進(jìn)行制作，即使是原理上可行的新技術(shù)和新產(chǎn)品，如果沒(méi)有相應(yīng)的材料，也都無(wú)法實(shí)現(xiàn)。1-4.電氣設(shè)備的作用和地位？1. 電力設(shè)備是電力系統(tǒng)的基本組成單元。電力系統(tǒng)是發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)、電力網(wǎng)的變壓器和輸電線路以及各種用電設(shè)備按照一定的規(guī)律連接而組成的統(tǒng)一整體，電腦產(chǎn)生、傳輸、變換、分配使用等多個(gè)環(huán)節(jié)都是通過(guò)電力設(shè)備來(lái)完成的。2. 電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵在于電力設(shè)備的絕緣和電力設(shè)備的故障檢測(cè)，電力設(shè)備的生產(chǎn)能力和技術(shù)水平?jīng)Q定著電力系統(tǒng)運(yùn)行的效率和質(zhì)量。1-5.電氣材料與電力設(shè)備二者之間的關(guān)系？1.在電氣工程技術(shù)領(lǐng)域中，電氣材料始終占用著不可替代的重要地位。各種電氣新技術(shù)的產(chǎn)生，往往都要通過(guò)相應(yīng)的設(shè)備和器件來(lái)實(shí)現(xiàn)，設(shè)備和器件需要各種材料來(lái)進(jìn)行制作，即使是原理上可行的新技術(shù)和新產(chǎn)品，如果沒(méi)有相應(yīng)的材料，也都無(wú)法實(shí)現(xiàn)。電氣材料是構(gòu)成電力設(shè)備的基礎(chǔ)物質(zhì)，是實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備各種功能的基礎(chǔ)，是電力設(shè)備安全可靠運(yùn)行的基本保證。2.電力系統(tǒng)和電力設(shè)備發(fā)展也對(duì)于電氣材料的發(fā)展提出來(lái)新的要求。（例如，特高壓直流輸電、環(huán)境友好絕緣材料、納米絕緣材料）第二章 電氣材料基礎(chǔ)2-1 請(qǐng)舉例說(shuō)明電氣材料的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系？電氣材料的結(jié)構(gòu)對(duì)性能起決定性的作用，各種材料之所以具有不同性能，是由于物質(zhì)結(jié)構(gòu)不同所致。舉例:ZnO壓敏陶瓷2-2 如何描述原子的微觀結(jié)構(gòu)？1. 原子模型：“殼層模型”認(rèn)為原子是由位于原子中心帶正電的原子核和環(huán)繞核的帶負(fù)電的電子云所組成。原子核由質(zhì)子和中子組成，每個(gè)質(zhì)子帶一個(gè)單位正電荷，中子為電中性，原子核所帶正電荷與核外電子云所帶負(fù)電荷相等，通常情況下整個(gè)原子呈現(xiàn)電中性。原子的質(zhì)量主要集中在原子核。2. 電子運(yùn)動(dòng)：按照量子力學(xué)用統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)去認(rèn)識(shí)電子在核外空間的幾率分布。描述電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，需要有四個(gè)量子數(shù)（n,l,m,ms）。3. 原子中的電子分布：可以用泡利不相容原理、能量最小原理和洪特原理來(lái)描述。一般來(lái)說(shuō)，原子中的電子只能處于一系列特定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以在每一主殼層上就只能容納一定數(shù)量的電子；同樣，也不能將所有的電子填入一個(gè)亞殼層中。原子中電子的分布主要由泡利不相容原理和能量最低原理來(lái)確定，并遵循洪特規(guī)則。4. 原子中電子的得失：閉殼層外的最外亞層上的電子遠(yuǎn)離原子核，在原子相互作用中扮演重要角色。在化學(xué)反應(yīng)中，這些電子首先與相鄰原子的外層電子發(fā)生相互作用，故最外層的電子也稱為價(jià)電子，決定元素的化合價(jià)。例如堿金屬Li、Na、K等原子在閉殼層外有一個(gè)電子，很容易失去這個(gè)電子而成為一價(jià)正離子，以形成穩(wěn)定的閉殼層結(jié)構(gòu)。2-3 原子中電子分布應(yīng)遵循什么原理？泡利不相容原理、能量最小原理和洪特規(guī)則。2-4 分子是如何形成的？原子是由帶正電的原子核和圍繞其周圍運(yùn)動(dòng)的帶負(fù)電的電子所組成。當(dāng)兩個(gè)原子靠近時(shí)，相鄰原子核及價(jià)電子之間產(chǎn)生相互作用，同時(shí)存在著方向相反的吸引力和排斥力，在某一距離下兩種作用力相互抵消，結(jié)果在兩個(gè)原子間形成穩(wěn)定結(jié)合的化學(xué)鍵而生成一個(gè)分子。鍵的形成意味著兩相連原子系統(tǒng)的能量必須小于兩個(gè)分離原子的能量，使分子形成更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。2-5 化學(xué)鍵的類型及構(gòu)成物質(zhì)的特點(diǎn)?化學(xué)鍵可分為共價(jià)鍵、離子鍵和金屬鍵三大類。1. 共價(jià)鍵：兩個(gè)相同或不同元素的原子由于共同擁有（以電子云重疊的方式）部分或全部?jī)r(jià)電子而形成的化學(xué)鍵所形成的化合物稱為共價(jià)化合物。當(dāng)這類共價(jià)鍵物質(zhì)的固體熔化或液體汽化時(shí)，分子內(nèi)的化學(xué)鍵并未破壞，只需克服組成固體或液體物質(zhì)的微弱分子間力。因此，這類共價(jià)鍵物質(zhì)具有較低的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。2. 離子鍵：原子間的相互作用產(chǎn)生電子轉(zhuǎn)移，形成正負(fù)離子，正負(fù)離子間庫(kù)侖力的相互作用而形成的化學(xué)鍵。離子鍵往往由金屬-非金屬元素組成。離子鍵化合物具有許多共同的物理性質(zhì)。例如：1） 強(qiáng)度高、易碎、熔點(diǎn)高（與金屬相比）2） 易溶于極性液體如水中，形成導(dǎo)電離子3） 所有電子被嚴(yán)格束縛在離子上，因此，離子型固體介質(zhì)是典型的絕緣體4） 離子鍵固體具有比金屬鍵和共價(jià)鍵固體更低的熱導(dǎo)率3. 金屬鍵：當(dāng)許多金屬原子堆積成固體時(shí)，價(jià)電子會(huì)脫離單一原子而被所有原子共享，成為自由電子，滲入離子間的空間而形成電子氣或電子云。電子氣負(fù)電荷與金屬陽(yáng)離子的相互吸引作用，大于將價(jià)電子移離單一原子所需的能量，因而形成金屬鍵。金屬鍵晶體的特點(diǎn)：導(dǎo)電導(dǎo)熱性能好、延展性好。2-6 什么是分子間力及其作用？1. 由于一個(gè)原子中電子分布狀態(tài)與其它原子核間的靜電吸引所致，這就是所謂的分子間力，又稱為范德華力。2. 分子間作用力包括取向力、誘導(dǎo)力和色散力三種。3. 分子間力影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度、表面張力等理化特性。2-7 什么是晶體？如何表征晶體結(jié)構(gòu)？1 晶體是原子、離子和分子按照一定的周期性在空間排列，在結(jié)晶過(guò)程中形成具有一定規(guī)則幾何外形的固體。2 為了更好的觀察、描述晶體內(nèi)部原子排列的方式，可把晶體中按周期重復(fù)排列的原子（結(jié)構(gòu)單元）抽象成一個(gè)幾何點(diǎn)來(lái)表示，從晶體結(jié)構(gòu)中抽象出來(lái)的幾何點(diǎn)的集合稱之為晶體點(diǎn)陣，簡(jiǎn)稱晶格。晶格中忽略了周期中所包含的具體結(jié)構(gòu)單元內(nèi)容，而集中反應(yīng)周期重復(fù)方式，既然晶格具有周期性，只要繪出一個(gè)點(diǎn)陣的最小周期單元（一個(gè)陣點(diǎn)及相應(yīng)空間位置）點(diǎn)陣的原胞，即可反應(yīng)整個(gè)晶體的原子排布。所以可簡(jiǎn)單的將晶體表示為晶體結(jié)構(gòu)=點(diǎn)陣+原胞。2-8 舉例說(shuō)明典型離子晶體的結(jié)構(gòu)特征及應(yīng)用。1. AB型氧化物MgO、CaO、SrO等就是典型的AB型結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)特征：氧離子在立方體的頂點(diǎn)和面心得位置 ，二階陽(yáng)離子在各邊的中央和立方體的中心。這兩組離子互成立方面心結(jié)構(gòu)。陽(yáng)離子占據(jù)著全部氧八面空隙，配位數(shù)為6.應(yīng)用：電子陶瓷2. AB2型氧化物金紅石就是典型的AB2型氧化物。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：晶胞是四方柱體，而 3、不是立方體?？梢越频膶iO2看成是O2-做六方密堆積，Ti4+八面體空隙的一半，在柱體的頂點(diǎn)和體心位置。由六個(gè)O2-形成一個(gè)八面體，把Ti4+包圍起來(lái)。應(yīng)用：由于這種結(jié)構(gòu)，在電場(chǎng)作用下TiO2將產(chǎn)生很強(qiáng)的離子位移和電子位移極化，從而具有很高的介電常數(shù)，所以成為許多陶瓷電容器的基本原料。3. A2B3型氧化物Al2O3就是典型的A2B3結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：氧離子做六方密堆積，Al3+占據(jù)八面體空隙。但是因?yàn)樵贏l2O3晶格中Al和O的數(shù)目比為2：3，所以只有2/3的八面體空隙被Al3+占據(jù)。應(yīng)用：緊密結(jié)構(gòu)和極大的離子鍵強(qiáng)度，使它具有很高的機(jī)械強(qiáng)度硬度和穩(wěn)定性，成為很好的結(jié)構(gòu)材料。4. ABO3型復(fù)合化合物（鈣鈦礦結(jié)構(gòu)），屬于這種結(jié)構(gòu)的有CaTiO3、BaTiO3、PbTiO3、PbZrO3、SrTiO3等。結(jié)構(gòu)特征：A位一般是稀土或堿土元素離子，B位一般是過(guò)渡元素離子，A位和B位皆可被半徑相近的其他金屬栗子部分取代而保持其晶體結(jié)構(gòu)基本不變。應(yīng)用:它是研究催化劑表面及催化性能的理想樣品，由于這類化合物具有穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)、獨(dú)特的電磁性能以及很高的氧化還原、氫解、異構(gòu)化、電催化等活性，作為一種新型的功能材料。在環(huán)境保護(hù)和工業(yè)催化等領(lǐng)域具有很大的開(kāi)發(fā)潛力。5. AB2O4型離子化合物通式AB2O4型的離子化合物，又稱尖晶石型結(jié)構(gòu)化合物，是離子晶體中的一個(gè)大類。A為二價(jià)陽(yáng)離子，如Mg2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Mn2+、Zn2+、Cd2+等；B為三價(jià)陽(yáng)離子，如Al3+、Al3+、Fe3+、Co3+、Cr3+、Ga3+等。結(jié)構(gòu)中O2-離子作立方緊密堆積，其中A離子填充在四面體空隙中，B離子在八面體空隙中，即A離子為4配位，而B(niǎo)離子為6配位。尖晶石型化合物結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，有的可用作高溫耐火材料，有的可用作電子陶瓷材料。6. 正四面體結(jié)構(gòu)種類繁多的硅酸鹽的基本結(jié)構(gòu)就是硅氧四面體結(jié)構(gòu)特征：在這種四面體內(nèi)，硅原子占據(jù)中心。四個(gè)氧原子占據(jù)四角，這些四面體，依著不同的配合，形成了各類硅酸鹽。用途：它們大多數(shù)熔點(diǎn)高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，是硅酸鹽工業(yè)的主要原料。硅酸鹽制品和材料廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)、科學(xué)研究及日常生活中。2-9 能級(jí)是如何產(chǎn)生? 由玻爾的理論發(fā)展而來(lái)的現(xiàn)代量子物理學(xué)認(rèn)為原子的可能狀態(tài)是不連續(xù)的，因此各狀態(tài)對(duì)應(yīng)能量也是不連續(xù)的。這些能量值就是能級(jí)。2-10 簡(jiǎn)述能級(jí)的分裂及能帶的形成。 能級(jí)分裂：以氫分子的形成為例。當(dāng)兩個(gè)H原子相互靠近形成分子時(shí)，一個(gè)原子上的電子與另一個(gè)原子上的電子及原子核發(fā)生相互作用，電子系統(tǒng)獲得新的能量和波函數(shù)。當(dāng)兩H原子的波函數(shù)相互干涉時(shí)，產(chǎn)生同相交疊和異相交疊，分別形成兩個(gè)分子軌道。能級(jí)分裂為兩個(gè)。 能帶形成：能級(jí)分裂的最大寬度，取決于固體中原子間的最小距離，N個(gè)軌道相互作用產(chǎn)生的N個(gè)分裂能級(jí)。當(dāng)N相當(dāng)大（1023）時(shí)，相鄰分裂能級(jí)間間隔非常小，幾乎是連續(xù)的額，從而產(chǎn)生能帶。2-11 簡(jiǎn)述電子的共有化運(yùn)動(dòng)。1. 當(dāng)兩個(gè)原子相距較遠(yuǎn)時(shí)，能級(jí)如同兩個(gè)孤立原子被一個(gè)高而寬的勢(shì)壘相隔，電子只在各自的原子內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，其能量為分立能級(jí)；而當(dāng)兩個(gè)原子靠的很近時(shí)，原子勢(shì)場(chǎng)相互影響，勢(shì)壘寬度減小高度降低原子原來(lái)處于較高能級(jí)上的電子可能穿透勢(shì)壘或越過(guò)勢(shì)壘，形成電子的共有化運(yùn)動(dòng)。2. 通過(guò)量子力學(xué)證明:由于晶體中電子共有化運(yùn)動(dòng)，使每個(gè)原子具有相同的價(jià)電子能級(jí)分裂成為一系列和原來(lái)能級(jí)很接近的新能級(jí)，這些新能級(jí)基本上連成一片而形成能帶。2-12 從能帶理論的角度簡(jiǎn)述導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體的異同。1. 能帶的填充與導(dǎo)電性的關(guān)系：若固體由N個(gè)原子組成則每個(gè)能帶內(nèi)有N個(gè)能級(jí)，按照泡利不相容原理，最多可容納2N個(gè)電子。所有能級(jí)全部被電子所填充的能帶叫滿帶，而只有部分能級(jí)為電子所填充的叫不滿帶。在外電場(chǎng)作用下，只有不滿帶中的電子才具有導(dǎo)電能力，而滿帶中的電子是不導(dǎo)電的2. 導(dǎo)體：除滿帶外還存在不滿帶，即導(dǎo)帶，導(dǎo)帶以下的第一個(gè)滿帶稱為價(jià)帶。導(dǎo)體中的電子易在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生遷移運(yùn)動(dòng)。表現(xiàn)為電阻率很低，通常在10-8102m范圍。3. 絕緣體：其最低的一系列能帶被填滿，而其上的能帶則完全為空帶，切禁帶寬度較寬，大于2eV。固體中的電子不易在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生遷移運(yùn)動(dòng)，表現(xiàn)為電阻率很高，在1081016m范圍。4. 半導(dǎo)體：能帶結(jié)構(gòu)與絕緣體相同，但禁帶寬度較窄，一般小于2eV。固體中的電子易受熱激發(fā)到空帶參加導(dǎo)電，同時(shí)產(chǎn)生空穴電流。Ge和Si禁帶寬度分別為0.74eV和1.17eV，此類介質(zhì)的電阻率較低，一般在102108m 范圍。2-13 簡(jiǎn)述缺陷結(jié)構(gòu)及缺陷能級(jí)。1. 通常晶體中總是存在缺陷，這些缺陷往往來(lái)源于結(jié)晶的不完整與外來(lái)質(zhì)。缺陷結(jié)構(gòu)包括點(diǎn)缺陷、線缺陷和面缺陷。外來(lái)雜質(zhì)缺陷則有替位與填隙兩種，他們一般都屬于點(diǎn)缺陷。2. 當(dāng)晶體中存在缺陷時(shí)，將在禁帶中引入附加能級(jí)，稱之為缺陷能級(jí)。缺陷能級(jí)可分為淺能級(jí)和深能級(jí)。淺能級(jí)是指離導(dǎo)帶比較近即電離能比較小的能級(jí)，深能級(jí)則是指離導(dǎo)帶比較遠(yuǎn)即電離能比較大的能級(jí)。禁帶中的淺能級(jí)易于釋放電荷（電子或空穴）到導(dǎo)帶或價(jià)帶中去，成為導(dǎo)電載流子，故這些淺能級(jí)又稱為施主或受主能級(jí)。而深能級(jí)則不易放出電荷，它們便成為俘獲電子或空穴的中心，所以稱之為俘獲能級(jí)或俘獲中心，又稱之為陷阱能級(jí)。2-14計(jì)算略2-15計(jì)算略第三章 電介質(zhì)材料3-1 按分子中正負(fù)電荷的分布情況不同，電介質(zhì)可以分為哪幾類？試述各類的基本特征。1. 分為a.非極性電介質(zhì)；b.極性電介質(zhì)；c.離子型電介質(zhì)。2. 各種類型的基本特征：a. 非極性電介質(zhì)：無(wú)外電場(chǎng)作用時(shí)，正負(fù)電荷中心重合，故其電氣性能穩(wěn)定。b. 極性電介質(zhì)：化學(xué)結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，即正負(fù)電荷中心不重合，分子具有偶極矩。c. 離子型電介質(zhì)：組成基本單元為離子，故其介電常數(shù)大機(jī)械強(qiáng)度高。3-2 什么事電介質(zhì)的極化？試說(shuō)明電介質(zhì)極化的種類及其機(jī)理。在外電場(chǎng)作用下，電介質(zhì)出現(xiàn)束縛電荷的現(xiàn)象稱為電介質(zhì)的極化。電介質(zhì)的極化主要有三種形式:1. 電子極化：原子內(nèi)的電子云和原子核在外電場(chǎng)中發(fā)生遷移形成電偶極矩的現(xiàn)象；外電場(chǎng)關(guān)閉，原子會(huì)返回原來(lái)現(xiàn)象。2. 取向極化：只出現(xiàn)于極性分子，是有永久電偶極子的取向改變而產(chǎn)生的。3. 離子極化：正負(fù)離子在外電場(chǎng)作用下發(fā)生遷移的現(xiàn)象。3-3 試述彈性模量的物理意義。對(duì)彈性體施加一個(gè)外界作用（稱為應(yīng)力）后，彈性體會(huì)發(fā)生形狀的改變（稱為應(yīng)變），彈性模量的一般定義是：應(yīng)力除以應(yīng)變。從宏觀角度來(lái)說(shuō)，彈性模量是衡量物體抵抗彈性變形能力大小的尺度，從微觀角度來(lái)說(shuō)，則是原子、離子和分子之間鍵合強(qiáng)度的反映。3-4 試述熱導(dǎo)率的物理意義。熱導(dǎo)率是當(dāng)溫度垂直梯度為1攝氏度/米時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)單位水平截面積所傳遞的熱量。熱導(dǎo)率是物質(zhì)導(dǎo)熱能力的量度。3-5 絕緣材料的耐熱等級(jí)（溫度指數(shù)）是什么含義？對(duì)電力設(shè)備的材料選擇有什么意義？電解質(zhì)的最高允許工作溫度就是指在此溫度下介質(zhì)的電學(xué)力學(xué)化學(xué)等性能能保證長(zhǎng)期正常運(yùn)行，當(dāng)超過(guò)這一溫度，電解質(zhì)的性能將顯著下降。國(guó)際上根據(jù)絕緣材料的耐熱程度，即最高允許工作溫度，劃分了絕緣材料的耐熱等級(jí)。便于電機(jī)電器在設(shè)計(jì)和維修時(shí)合理選用材料。3-6 絕緣材料老化的含義是什么？絕緣材料在貯存、使用過(guò)程中，在熱、電、光、氧、潮氣和化學(xué)藥品、各種機(jī)械力、高能輻射以及微生物等因素長(zhǎng)時(shí)間作用下，其性能發(fā)生不可逆變的現(xiàn)象稱為老化。老化特別著重于長(zhǎng)時(shí)間和不可逆。3-7 六氟化硫氣體為什么具有高的耐電強(qiáng)度？SF6是一種電負(fù)性氣體。1) 當(dāng)氣體中有電負(fù)性元素時(shí)，分子具有強(qiáng)烈的吸附電子的能力，SF6分子中含有6個(gè)F原子，具有很強(qiáng)的電負(fù)性，吸引電子的能力強(qiáng)。2) SF6分子吸附電子后變?yōu)樨?fù)離子，其質(zhì)量遠(yuǎn)大于電子，移動(dòng)速度慢，在電場(chǎng)中容易與正離子結(jié)合而成為中性分子。3) SF6氣體分子的分子量高，體積大，在電離過(guò)程中容易與電子發(fā)生碰撞，使電子平均自由程減小，且碰撞將電離能量轉(zhuǎn)化為熱能消耗，使分子發(fā)生碰撞電離的難度增大。因而，SF6具有高的耐電強(qiáng)度。3-8 礦物絕緣油和植物絕緣油的主要成分分別是什么？礦物絕緣油由飽和的烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴組成。植物絕緣油的主要成分是不飽和脂肪酸。3-9 聚乙烯交聯(lián)后，其化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理性能發(fā)生哪些變化？ 聚乙烯交聯(lián)后，其化學(xué)結(jié)構(gòu)從線型分子變?yōu)榻宦?lián)的網(wǎng)狀大分子。與聚乙烯相比，交聯(lián)聚乙烯的耐熱性好，工作溫度達(dá)90，燃燒不滴落，抗蠕變，抗環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂。3-10 寫(xiě)出以下高分子絕緣材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)式：聚丙烯、聚四氟乙烯、天然橡膠、硅橡膠。（手寫(xiě)）3-11 為什么玻璃表面的電導(dǎo)比體內(nèi)大？有什么辦法可以降低表面電導(dǎo)？其作用機(jī)理如何？玻璃中導(dǎo)電載流子遷移時(shí)，受到空余網(wǎng)隙結(jié)構(gòu)的制約，要越過(guò)高的勢(shì)壘。而這些載流子在玻璃表面運(yùn)動(dòng)的時(shí)候則不受這種空余網(wǎng)隙的限制，活化能低很多。保持表面清潔。玻璃是一種離子性很強(qiáng)的介質(zhì)，表面對(duì)于強(qiáng)極性的水分子有很大的親和作用，當(dāng)相對(duì)濕度大于80%時(shí)，玻璃表面附著的水分子數(shù)大為增加，表面電導(dǎo)也大為增加，由于高頻電流具有集膚效應(yīng)，故對(duì)于高頻絕緣玻璃更應(yīng)保證其表面清潔。3-12 玻璃中共存在哪幾種類型的極化與損耗？試從質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方式、消耗能量、與頻率和溫度的關(guān)系等方面，對(duì)各種類型的極化與損耗加以比較。1. 電子位移極化：氧離子的電子云相對(duì)于原子核的位移和形變引起的。由于正離子半徑小，電子云受原子核束縛緊，形變有限。2. 離子位移極化：正負(fù)離子受外電場(chǎng)作用而引起的彈性位移。這兩種極化都不能引起大的損耗，在1010HZ內(nèi)與頻率無(wú)關(guān)。純凈玻璃主要損耗源來(lái)自電導(dǎo)，室溫下電導(dǎo)和電導(dǎo)引起的損耗都很小。但隨溫度的升高而增大。3-13 功能陶瓷的分類、性能和應(yīng)用有哪些？1. 導(dǎo)電陶瓷：導(dǎo)電率遠(yuǎn)大于一般陶瓷（大于10-2S/cm）。具有很好的離子選擇性，用于制作多種固態(tài)離子選擇電極，氣敏壓敏熱敏傳感器及高純物質(zhì)提取裝置。有些快離子導(dǎo)體內(nèi)某些離子的氧化還原著色效應(yīng)可制作著色電色顯示器。具有充放電特性，用于制作電池，庫(kù)侖計(jì)，電阻器，電化學(xué)開(kāi)關(guān)，電積分器，記憶元件等多種離子器件。2. 半導(dǎo)體陶瓷：具有半導(dǎo)體特性的功能陶瓷。電阻率顯著受到外界環(huán)境變化的影響，如溫度，光照，電場(chǎng)，濕度等變化的影響。多用于制造敏感元件。3. 超導(dǎo)陶瓷：具有超導(dǎo)電性。4. 介電陶瓷：在電場(chǎng)作用下具有極化能力，且能在體內(nèi)長(zhǎng)期建立起電場(chǎng)的功能陶瓷。主要包括絕緣陶瓷，電容器陶瓷，微波陶瓷等。5. 磁性陶瓷：泛稱為鐵氧體，主要用于高頻技術(shù)，如無(wú)線電，電視，電子計(jì)算機(jī)，自動(dòng)控制，超聲波，微波及離子加速器等許多方面。3-14 什么是納米材料，納米材料的特殊效應(yīng)有哪些？ 納米材料是指把組成相或晶粒結(jié)構(gòu)的尺寸控制在100納米以下的具有特殊功能的材料。納米材料的特殊效應(yīng):表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、量子隧道效應(yīng)和庫(kù)侖堵塞效應(yīng)。3-15 什么事環(huán)境友好材料？ 環(huán)境友好材料也稱生態(tài)環(huán)境材料，簡(jiǎn)稱環(huán)境材料。是1990年10月在一次關(guān)于材料服務(wù)于人類生活、行為的未來(lái)狀況與環(huán)境關(guān)系的討論會(huì)上，由日本材料科學(xué)家和工程師提出來(lái)的。一般來(lái)說(shuō)，環(huán)境友好材料是指材料在整個(gè)壽命周期中，同時(shí)具有滿意的使用性能和優(yōu)良的環(huán)境協(xié)調(diào)性，或者能夠改善環(huán)境的材料。第四章 半導(dǎo)體材料（略）第五章 導(dǎo)電材料5-1 材料的導(dǎo)電性能如何表征？什么是導(dǎo)電材料？導(dǎo)電材料如何分類？1. 導(dǎo)體的導(dǎo)電性能可以通過(guò)體積電阻率和電導(dǎo)率進(jìn)行表征。體積電阻率是微觀水平上阻礙電流流動(dòng)的度量。電導(dǎo)率是電阻率的倒數(shù)，表征電流通過(guò)材料的容易程度。2.導(dǎo)體是指價(jià)電子所在能帶為半滿帶，相鄰能級(jí)間隔小的一類材料，在外電場(chǎng)作用下，電子很容易從較低能級(jí)躍遷到較高能級(jí)，大量的共有化電子很易獲得能量，集體定向遷移形成電流。3.導(dǎo)電材料的分類：（1） 導(dǎo)電材料按導(dǎo)電機(jī)理（電荷載體）可分為電子導(dǎo)電材料、離子導(dǎo)電材料和混合型導(dǎo)電材料。（a） 電子導(dǎo)體，以電子載流子為主體的導(dǎo)電；（b） 離子導(dǎo)體，以離子載流子為主體的導(dǎo)電；（c） 混合型導(dǎo)體，其載流子電子和離子兼而有之。（2） 導(dǎo)體材料按照化學(xué)成分主要有以下四類：（a） 金屬材料：這是主要的導(dǎo)體材料，電導(dǎo)率在107108S/m之間，常用的有銀、銅和鋁等。（b） 合金材料:電導(dǎo)率在105107S/m之間，如黃銅（銅鋅），鎳鉻合金等。（c） 無(wú)機(jī)非金屬材料：電導(dǎo)率在105108S/m之間，如石墨在基晶方向?yàn)?.5*106S/m。（d） 高分子導(dǎo)電材料：導(dǎo)電高分子是指其本身或經(jīng)過(guò)“摻雜”后具有導(dǎo)電性的一類高分子材料。5-2 金屬材料的電導(dǎo)率（或電阻率）受哪些因素影響?電導(dǎo)率依賴于以下三個(gè)元素：?jiǎn)挝惑w積材料中的載流子數(shù)目、每個(gè)載流子上的電荷量和每個(gè)載流子的遷移率。材料微觀結(jié)構(gòu)、溫度、合金元素和雜質(zhì)都會(huì)通過(guò)改變以上三個(gè)要素，對(duì)金屬材料的電導(dǎo)率產(chǎn)生影響。5-3 試從自由電子能帶論角度討論金屬、半導(dǎo)體與固體介質(zhì)材料的區(qū)別。金屬：價(jià)電子所在能帶為半滿帶，相鄰能級(jí)間隔小，外電場(chǎng)作用下，電子容易從較低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，大量電子很容易獲得能量進(jìn)行共有化運(yùn)動(dòng)。半導(dǎo)體：滿帶與空帶之間也存在禁帶，但禁帶很窄（0.12eV）固體介質(zhì)材料：滿帶與空帶之間有一個(gè)較寬的禁帶（36eV），電子很難從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)上去形成共有化運(yùn)動(dòng)。5-4 什么是接觸電位差和熱電勢(shì)？這一特性可以利用在哪些方面？1. 接觸電位是指在沒(méi)有電流的情況下，兩種不同物質(zhì)接觸面兩側(cè)的電位差，即兩種不同的金屬相互接觸時(shí)產(chǎn)生的電位差。兩物體緊密接觸，其間距小于25*10-8cm時(shí)，就出現(xiàn)雙電層和接觸電位差。其數(shù)值與兩種金屬的性質(zhì)與接觸面的溫度有關(guān)，與接觸面的大小和接觸時(shí)間的長(zhǎng)短無(wú)關(guān)。2. 如果接觸點(diǎn)溫度不相同，所產(chǎn)生的電位差是溫度的函數(shù)，即所謂的熱電勢(shì)。熱電偶就是利用熱電勢(shì)來(lái)進(jìn)行側(cè)紋的。5-5 固體材料中熱導(dǎo)有哪幾種方式？金屬材料與固體介質(zhì)材料的熱導(dǎo)有何不同？如何提高它們的熱導(dǎo)率？1. 固體材料的熱導(dǎo)主要有聲子熱導(dǎo)和自由電子熱導(dǎo)兩種方式。2. 金屬材料中既有聲子，也有自由電子熱導(dǎo)，而固體介質(zhì)中材料的熱導(dǎo)率取決于聲子。3. 提高熱導(dǎo)率的途徑：a. 提高溫度：聲子以聲速在材料內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，溫度越高，相互碰撞越劇烈，所以熱導(dǎo)系數(shù)隨溫度升高而增大。b. 降低雜質(zhì)：金屬中的雜原子、空穴、晶格缺陷都會(huì)使熱導(dǎo)率降低。5-6 材料的塑形與韌性在工程上的意義是什么？塑性：塑性是變形加工的條件，塑性較好的材料才可以進(jìn)行變形加工，不易脆斷，應(yīng)用時(shí)安全性比較好。韌性：韌性好的材料不易在服役過(guò)程中發(fā)生脆斷破壞。5-7 常用的導(dǎo)電金屬主要有哪些？它們的電導(dǎo)率分別是多少？如何選擇使用？常用的導(dǎo)電材料有銅及銅合金，鋁及鋁合金，鐵及鐵合金。1. 銅電導(dǎo)率100%IACS。銅按純度不同分為普通純銅和無(wú)氧銅兩類。普通純銅用于電線電纜線芯和一般導(dǎo)體零件，無(wú)氧銅主要用于電真空開(kāi)關(guān)、電子管和電子儀器零件、耐高溫導(dǎo)體和真空開(kāi)關(guān)觸頭用。2. 銅合金的電導(dǎo)率10-85%IACS。主要可使機(jī)械強(qiáng)度提高，而電導(dǎo)率降低不大，可做各種導(dǎo)電零件。3. 鋁和鋁合金電導(dǎo)率60%IACS。具有含量高，重量輕，比強(qiáng)度高，高的熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率，耐氧化性好，高反射率，延展性、可塑性好等特點(diǎn)。可用于容器與包裝，建筑材料，導(dǎo)電材料，及車輛汽車等。4. 鐵的電阻率高，約為銅的五倍，而且化學(xué)穩(wěn)定性低，易氧化，在頻率較高時(shí)集膚效應(yīng)明顯，所以很少用作導(dǎo)電材料，但是在裸的架空線中，由于要求能承受的機(jī)械應(yīng)力，而銅及鋁線強(qiáng)度不夠，因而經(jīng)常以鋼作為5-8 銅合金主要有哪些？它們具有怎樣的特性？黃銅：機(jī)械強(qiáng)度高，電導(dǎo)率降低不大。青銅：錫銅合金強(qiáng)度提高，硅青銅強(qiáng)度、硬度、耐腐蝕性提高，鋁青銅硬度強(qiáng)度提高。白銅：防腐蝕性好，延展性好。鎳銅：調(diào)整鎳于鋅可得到銀的外觀，用于裝飾。5-9 鋁合金的性能與純鋁相比有何不同？拉伸強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度大幅提高。但鋁的中間金屬化合物一般硬而脆，會(huì)對(duì)機(jī)械性能產(chǎn)生不利影響。5-10 什么是觸頭材料？觸頭材料應(yīng)具有哪些特性？觸頭材料是用于開(kāi)關(guān)、繼電器、電氣連接及電氣接插元件等開(kāi)關(guān)電器的核心材料，又稱電觸頭材料或電接觸材料。有強(qiáng)電和弱電兩大類。1. 強(qiáng)電觸頭主要用于電力系統(tǒng)和電氣裝置，要求為低接觸電阻、耐電蝕、耐磨損及具有較高的耐電壓強(qiáng)度、滅弧能力和一定的機(jī)械強(qiáng)度等。2. 弱電觸頭主要用于儀器儀表、電信和電子裝置。具有極好的導(dǎo)電性、極高的化學(xué)穩(wěn)定性、良好的耐磨性及抗電火花燒損性。5-11 常用的觸頭材料主要有哪些？它們各具什么特點(diǎn)？開(kāi)關(guān)電器對(duì)觸頭材料的要求，最重要的是以下幾個(gè)方面：(1) 良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性；（2）抗熔焊性；（3）耐電弧燒蝕性；（4）大電流分段時(shí)不易發(fā)生電弧重燃；（5）低截流水平；（6）低的氣體含量；（7）化學(xué)穩(wěn)定性；（8）抗環(huán)境介質(zhì)污染。常用的觸頭材料:（1） 銅鎢系觸頭材料：具有良好的耐電弧侵蝕性、抗熔焊性和高強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。用于在油路斷路器和斷路器及其他惰性氣氛的開(kāi)關(guān)斷路器，不易氧化，對(duì)分解的影響小，觸頭損耗也小少。（2） 銀鎢系觸頭材料：廣泛用語(yǔ)言自動(dòng)開(kāi)關(guān)、大容量斷路器、塑殼斷路器中。具有良好的熱、電傳導(dǎo)性，耐電弧腐蝕性，金屬遷移的熔焊趨勢(shì)小等優(yōu)點(diǎn)。其主要缺點(diǎn)是接觸電阻不穩(wěn)定。（3） 銅鉻系觸頭材料：銅鉻合金具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性，為CuCr觸頭大的工作電流和開(kāi)斷能力提供了保證。而Cr相對(duì)較高的熔點(diǎn)和硬度保證了觸頭有較好的耐壓和抗熔焊性能，Cr的難以產(chǎn)生熱電子發(fā)射保證了滅弧室在運(yùn)行過(guò)程中的 真空度。（4） 銀鎳、銀墨觸頭材料：銀鎳觸頭材料具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性，接觸電阻低而穩(wěn)定，電弧侵蝕小兒均勻。（5） 銀氧化錫觸頭材料：銀氧化錫觸頭材料具有耐電磨損、抗熔焊、接觸電阻低而穩(wěn)定的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電流從幾十安到幾千安，電壓從幾伏到上千伏的多種低壓電器中。5-12 電碳材料具有什么特性？主要用于何處？1. 電碳材料是以碳和石墨為基體的電工材料。電碳材料優(yōu)良特性如下：1) 具有良好的導(dǎo)電能力，具有很大的各向異性；2）較高的熱導(dǎo)率（介于鋁和軟之間）；3）耐高溫，且高溫力學(xué)性能好，在真空或保護(hù)氣氛中，能在3000左右高溫下工作（可作為高溫發(fā)熱體）。在2500內(nèi)隨溫度升高而增大；4）密度小（介于鋁和鎂之間）；5）與液態(tài)金屬不浸潤(rùn)；6）化學(xué)穩(wěn)定性好，僅與強(qiáng)氧化劑作用；7）具有自潤(rùn)滑性；8）熱發(fā)射電流隨溫度升高而增大。2. 電碳材料主要用于制造電工設(shè)備的固定電接觸或轉(zhuǎn)動(dòng)電接觸的零部件等電碳制品。如，電機(jī)的電刷，電力開(kāi)關(guān)和繼電器的石墨觸頭等。此外，還可用于弧光放電的石墨電極，光譜分析用的碳棒，碳膜及碳電阻，碳和石墨電熱元件，干電池碳棒，大型電子管石墨陽(yáng)極以及熔融金屬用的電極等。5-13 石墨材料為什么軟而滑？石墨的晶體結(jié)構(gòu)為六方層狀結(jié)構(gòu)，同層原子為共價(jià)鍵結(jié)合層，層間的結(jié)合力為范德華力，由于層間結(jié)合弱，受力可滑動(dòng)，因此石墨材料較軟，且具有自潤(rùn)滑性。5-14 什么是超導(dǎo)材料？超導(dǎo)體應(yīng)具有什么特性？1. 定義：材料的電阻隨著溫度的降低會(huì)發(fā)生降低，在溫度接近絕對(duì)零度時(shí)，電阻率會(huì)趨于一個(gè)極低的常數(shù)，這一常數(shù)稱為剩余電阻；某些材料會(huì)出現(xiàn)當(dāng)溫度降低到某一程度時(shí)電阻突然消失的現(xiàn)象，我們稱之為超導(dǎo)現(xiàn)象。2. 當(dāng)材料處于超導(dǎo)狀態(tài)時(shí)，應(yīng)具有以下三個(gè)特性：（1） 完全導(dǎo)電性 超導(dǎo)體進(jìn)入超導(dǎo)態(tài)時(shí)，其電阻率實(shí)際上等于零。例如：室溫下將超導(dǎo)體放入磁場(chǎng)中，冷卻到低溫進(jìn)入超導(dǎo)狀態(tài)，去掉外加磁場(chǎng)后，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于沒(méi)有電阻，此電流將永不衰減，即超導(dǎo)體中“持久電流”。（2） 完全抗磁性 不論開(kāi)始時(shí)有無(wú)外磁場(chǎng)，只有TTc，超導(dǎo)體變?yōu)槌瑢?dǎo)態(tài)后，體內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為零，即超導(dǎo)體能把磁力線全部排斥到體外，這種現(xiàn)象為邁斯納效應(yīng)。（3） 即使在低于臨界溫度以下，若進(jìn)入超導(dǎo)體內(nèi)的電流強(qiáng)度以及周圍的次磁場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)某一值時(shí)，超導(dǎo)的狀態(tài)被破壞，而成為普通的常導(dǎo)狀態(tài)，電流和磁場(chǎng)的這種臨界值分別成為臨界電流Ic和臨界磁場(chǎng)Hc。5-15 超導(dǎo)材料如何分類？常用的超導(dǎo)材料都有哪些？1. 超導(dǎo)體可以依據(jù)它們?cè)诖艌?chǎng)中的磁化特性分為兩大類：（1） 第一類超導(dǎo)體：只有一個(gè)臨界磁場(chǎng)Hc，超導(dǎo)態(tài)具有邁納斯效應(yīng)，表面層的超導(dǎo)電流維持體內(nèi)完全抗磁性。除Nb、V、Tc以外，其他的超導(dǎo)金屬元素都屬于這一類。（2） 第二類超導(dǎo)體：有兩個(gè)臨界磁場(chǎng)Hc1和Hc2。當(dāng)外加磁場(chǎng)H0Hc1時(shí)，同第一類，超導(dǎo)體具有邁納斯效應(yīng)，體內(nèi)沒(méi)有磁感應(yīng)線穿過(guò)。當(dāng)Hc1H0Hc2時(shí)，處于混合態(tài)，這時(shí)體內(nèi)有磁感應(yīng)線穿過(guò)，形成許多半徑很小的圓柱形正常態(tài)，正常態(tài)周圍是連通的超導(dǎo)圈。整個(gè)樣品的周界仍有逆磁電流，就是在混合態(tài)也有逆磁性，又沒(méi)有電阻。外加 磁場(chǎng)達(dá)到Hc2時(shí)，正常態(tài)區(qū)域擴(kuò)大，超導(dǎo)區(qū)消失，整個(gè)金屬變?yōu)檎B(tài)。金屬鈮屬于典型的第二類超導(dǎo)體。第六章 磁性材料6-1 磁性材料的導(dǎo)磁能力用什么表示？磁性材料的導(dǎo)磁 能力用磁導(dǎo)率來(lái)表征。磁體置于外磁場(chǎng)中，它的磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生變化，磁場(chǎng)強(qiáng)度M和磁場(chǎng)H的比值：=M/H成為磁體的磁化率。它表示單位磁場(chǎng)強(qiáng)度在磁體中所感應(yīng)的磁化強(qiáng)度，是表征磁體磁化難易程度的一個(gè)參量。將B與H的比值定義為絕對(duì)磁導(dǎo)率：絕對(duì)=B/H將B與0H的比值定義為相對(duì)磁導(dǎo)率： =B/0H=1+磁導(dǎo)率是表征磁體的導(dǎo)磁率以及磁化難易程度的一個(gè)磁學(xué)物理量。絕對(duì)磁導(dǎo)率是有量綱的，其單位是TmA-1或Hm-1，磁化率和相對(duì)磁導(dǎo)率沒(méi)有量綱，且均為張量。6-2 磁性材料的分類？一般磁性材料根據(jù)磁化率的大小和方向可分為抗磁性、順磁性、鐵磁性、反鐵磁性、亞鐵磁性和變磁性等六個(gè)種類。6-3 畫(huà)出鐵磁材料的磁滯曲線。6-4 軟磁材料的主要特點(diǎn)是什么？1.軟磁材料是指具有高磁導(dǎo)率和低矯頑力的材料。該類磁性材料容易磁化也容易退磁，在交變磁場(chǎng)作用下磁滯回線面積小且磁損耗低，是電工和電子技術(shù)的基礎(chǔ)材料，廣泛的用于電機(jī)、變壓器、繼電器、電感、互感以及電磁鐵的磁芯等。2.良好的軟磁性能要求材料有盡可能低的磁各向異性和磁致伸縮，低的內(nèi)應(yīng)力，高的電阻率（降低交變場(chǎng)下的渦流損耗）。6-5 軟磁材料主要有哪些？常用的軟磁材料有純鐵、硅鋼、鎳鉻合金（玻莫合金）、鈷鐵合金、鐵基和鈷基非晶態(tài)材料、軟磁鐵氧體、納米晶鐵基合金等。6-6 硬磁材料主要有什么特點(diǎn)？1. 永磁材料又稱為硬磁材料，是一類經(jīng)過(guò)外加強(qiáng)磁場(chǎng)磁化再去掉外磁場(chǎng)后能長(zhǎng)時(shí)期保留其較高剩余磁性，并能經(jīng)受不太強(qiáng)的外加磁場(chǎng)和其它環(huán)境因素（如溫度和振動(dòng)等）的干擾的強(qiáng)磁材料。因這類強(qiáng)磁材料能長(zhǎng)期保留其剩磁，故稱永磁材料，又因其具有高的矯頑力，能經(jīng)受外加不太強(qiáng)的磁場(chǎng)干擾，故又稱為硬磁材料。2. 一般來(lái)說(shuō)，永磁材料具有以下幾點(diǎn)基本要求：（1） 高的最大磁能積（BH）max。強(qiáng)磁材料的B-H磁滯回線的第二和第四象限部分成為退磁曲線，退磁曲線上每一點(diǎn)的磁通密度和磁場(chǎng)強(qiáng)度的乘積BH成為磁能積，其中（BH）最大者稱為最大磁能積，它是永磁材料單位體積存儲(chǔ)和可利用的最大磁能密度的量度。（2） 高的矯頑力BHc和高的內(nèi)稟矯頑力iHc。矯頑力BHc是指強(qiáng)磁材料B-H退磁曲線上B=0處的磁場(chǎng)強(qiáng)度，內(nèi)稟矯頑力iHc則是指強(qiáng)磁材料M-H退磁曲線上M=0的磁場(chǎng)強(qiáng)度，M為磁化強(qiáng)度。BHc和iHc是永磁材料抵抗磁的和非磁的干擾而保持其永磁特性的量度，高矯頑力值能從具有強(qiáng)磁晶各向異性的永磁材料中獲得。（3） 高的剩余磁通密度Br和高的剩余磁化強(qiáng)度Mr。Br和Mr是永磁材料閉合磁路在經(jīng)過(guò)外加磁場(chǎng)磁化后磁場(chǎng)為零時(shí)的磁通密度和磁化強(qiáng)度，它們是開(kāi)磁路的氣隙中能得到的磁場(chǎng)磁通密度的量度。（4） 高的穩(wěn)定性，即對(duì)外加干擾磁場(chǎng)和溫度、震動(dòng)等非磁性環(huán)境因素變化的穩(wěn)定性。6-7 硬磁材料主要有哪些？目前根據(jù)永磁材料其成分和磁性等特點(diǎn)，可分為金屬永磁材料、鐵氧體永磁材料、稀土永磁材料。6-8 什么是磁致伸縮效應(yīng)，有何應(yīng)用？1. 磁致伸縮是指在交變磁場(chǎng)的作用下，物體產(chǎn)生于交變磁場(chǎng)頻率相同的機(jī)械振動(dòng)；或者相反，在拉伸、壓縮力作用下，由于材料的長(zhǎng)度發(fā)生變化，使材料內(nèi)部磁通密度相應(yīng)的發(fā)生變化，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。2. 工程中常用磁致伸縮材料制成各種超聲器件，如超聲波發(fā)生器、超聲接收器、超聲探傷器、超聲鉆頭、超聲焊機(jī)等；回聲器件，如聲吶、回聲探測(cè)儀等；機(jī)械濾波器、混頻器、壓力傳感器以及超聲延遲線等。第七章 發(fā)電設(shè)備7-1 汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子由哪些部件構(gòu)成?有何特點(diǎn)？發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子主要由轉(zhuǎn)子鐵芯、勵(lì)磁繞組、護(hù)環(huán)和風(fēng)扇組成。由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)子收到了離心力很大，所以轉(zhuǎn)子都呈細(xì)長(zhǎng)型，且制成隱極式，以便更好地固定勵(lì)磁繞組。7-2 汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組絕緣都包括哪些內(nèi)容？定子繞組絕緣包括股間絕緣、排間絕緣、換位部件的加強(qiáng)絕緣和線棒的主絕緣。7-3 發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)的意義何在？目前主要的冷卻介質(zhì)有哪些？發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，其內(nèi)部產(chǎn)生的各種損耗轉(zhuǎn)化為熱能，會(huì)引起發(fā)電機(jī)發(fā)熱，尤其是大型汽輪發(fā)電機(jī)，因其結(jié)構(gòu)細(xì)長(zhǎng)，中部熱量不易散發(fā)發(fā)熱問(wèn)題顯得更為嚴(yán)重，發(fā)電機(jī)的發(fā)熱部件，主要是定子繞組、定子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組以及鐵芯兩端的金屬部件，必須通過(guò)高效的冷卻措施，使這些部件發(fā)出的熱量及時(shí)散發(fā)出去，保證發(fā)電機(jī)各部分溫度不超過(guò)允許值。目前大型發(fā)電機(jī)的冷卻介質(zhì)主要有空氣、氫氣、水和油。7-4 水輪發(fā)電機(jī)的布置方式、主要組成部件有哪些？水輪發(fā)電機(jī)組的布置方式，按機(jī)組軸線方向可分為立軸布置和臥軸布置兩類。水輪發(fā)電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子、機(jī)架、推力軸承、導(dǎo)軸承、冷卻器、制動(dòng)器等部件組成。7-5 風(fēng)力發(fā)電機(jī)按傳動(dòng)形式可分為哪幾類？分別有何特點(diǎn)？1）高傳動(dòng)比齒輪箱型：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的齒輪箱的主要功能是將風(fēng)輪在風(fēng)力作用下所產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)并使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。發(fā)電機(jī)的體積小，并可以和電網(wǎng)直接連接，但齒輪箱帶來(lái)的噪音、故障率高和維護(hù)成本大。2）直接驅(qū)動(dòng)型：應(yīng)用多級(jí)同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以免去風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中常見(jiàn)的齒輪箱，讓風(fēng)力發(fā)電機(jī)直接拖動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)在低速狀態(tài)，這就沒(méi)有了齒輪箱所帶來(lái)的噪聲，故障率高和維護(hù)成本大的問(wèn)題，提高了運(yùn)行可靠性。3）中傳動(dòng)比齒輪箱：是以上兩種形式的結(jié)合。減小了傳統(tǒng)齒輪箱的傳動(dòng)比和多級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的級(jí)數(shù)，從而減小了發(fā)電機(jī)的體積。7-6 交流勵(lì)磁變速恒頻雙饋發(fā)電機(jī)組的優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？?jī)?yōu)點(diǎn)是：允許發(fā)電機(jī)在同步速上下30%的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運(yùn)行，簡(jiǎn)化了調(diào)整設(shè)置，減少了調(diào)速時(shí)的機(jī)械應(yīng)力，同時(shí)使機(jī)組控制更加靈活、方便，提高了機(jī)組的運(yùn)行效率；需要變頻控制的功率僅是電機(jī)額定容量的一部分，使變頻裝置體積減小，成本降低，投資減少，并且可以實(shí)現(xiàn)有功、無(wú)功功率的獨(dú)立調(diào)節(jié)。缺點(diǎn)是：雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)必須使用齒輪箱，隨著發(fā)電機(jī)組功率的提高，齒輪箱成本變得很高，且容易出現(xiàn)故障，需要經(jīng)常維護(hù)，同時(shí)齒輪箱也是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生噪聲污染的一個(gè)主要因素，在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，效率低，電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組有集電環(huán)、電刷，增加維護(hù)和故障率，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。7-7影響太陽(yáng)能電池效率的主要因素有？1）太陽(yáng)能電池的理論效率存在極限值。由于只有能量高于半導(dǎo)體帶隙的光子才能對(duì)太陽(yáng)能電池作出貢獻(xiàn)，而且不論能量多高，每一個(gè)光子只能產(chǎn)生一對(duì)電子和空穴，這兩點(diǎn)將單結(jié)太陽(yáng)能電池的極限效率限制在了44%左右。2）太陽(yáng)能電池的效率還收到光生載流子符合過(guò)程、各種寄生電阻等問(wèn)題的嚴(yán)重影響。3）太陽(yáng)能電池的工作條件(太陽(yáng)光入射強(qiáng)度和溫度)對(duì)效率也有非常大的影響。7-8根據(jù)材料的不同，太陽(yáng)能電池有哪幾種分類?各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？1.體電池1）單晶硅：具有統(tǒng)一的晶相結(jié)構(gòu)；2）多晶硅：由于有晶界存在，晶相不一致，表面減反射效果差，缺陷較多，電池效率比單晶硅效率低，但多晶硅材料適合批量制造，成本低于單晶硅。2.薄膜太陽(yáng)能材料1）硅系薄膜太陽(yáng)能材料：非晶硅具有較高的光吸收系數(shù)，可以薄膜化，非晶硅的禁帶寬度比晶硅大，開(kāi)路電壓高，高溫性和光響應(yīng)性能好，主要原料硅烷，資源豐富。缺點(diǎn)是光電轉(zhuǎn)換效率低，光致衰減現(xiàn)象非常嚴(yán)重。2）化合物薄膜太陽(yáng)能電池：化合物半導(dǎo)體的禁帶寬度在1-1.7eV范圍內(nèi)可調(diào)，與太陽(yáng)譜匹配較好，對(duì)光吸收系數(shù)大，對(duì)溫度不敏感，弱光特性好，可在較高溫度下使用，無(wú)光電衰退效應(yīng)。3）有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池：具有正溫度系數(shù)，使用壽命可達(dá)15-20年，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。缺點(diǎn)是需要用到電解液。7-9簡(jiǎn)單論述太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成及其各部分的功能。1）太陽(yáng)能電池組件及電纜、匯流箱：將各電池組件串接、防止逆流元件相互并聯(lián)連接，同時(shí)配備旁路元件和接線箱等附件。2）控制器：控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對(duì)蓄電池起到過(guò)充電保護(hù)，過(guò)放電保護(hù)的作用，同時(shí)兼具最大功率點(diǎn)跟蹤，溫度補(bǔ)償?shù)墓δ堋?）蓄電池：儲(chǔ)存電能，直接并網(wǎng)系統(tǒng)可不采用蓄電池。4）逆變器：直流變?yōu)榻涣骷罢{(diào)壓。5）其他：監(jiān)控與通信、雷電保護(hù)等輔助設(shè)備。7-10 請(qǐng)描述燃料電池和原電池的異同點(diǎn)。原電池是用于儲(chǔ)存電能的化學(xué)裝置，充電時(shí)電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，放電時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能，并不直接產(chǎn)生電，而且一充一放，電能使用效率低。而燃料電池只要通入燃料氣和氧化氣，電化學(xué)反應(yīng)就可以一直持續(xù)產(chǎn)生電，是一種發(fā)電裝置。7-11 試分析火力、水利、核能、燃料電池發(fā)電模式的優(yōu)缺點(diǎn)。火力 優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)成熟、成本較低、常規(guī)化化石燃料容易獲得； 缺點(diǎn)：耗能大、效率低、污染大、運(yùn)輸壓力大。水力 優(yōu)點(diǎn)：無(wú)污染，可再生； 缺點(diǎn)：受季節(jié)和氣候因素影響大，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成一定破壞。核能 優(yōu)點(diǎn)：不產(chǎn)生溫室氣體，燃料運(yùn)輸壓力?。?缺點(diǎn)：放射性，退役處理處置難度大，建設(shè)成本高。燃料電池 優(yōu)點(diǎn)：能源轉(zhuǎn)換效率高，清潔環(huán)保，可靠性和操作性好，噪聲低，燃料廣泛，占地面積小，建廠靈活。 缺點(diǎn)：造價(jià)偏高，管理復(fù)雜。7-12 根據(jù)燃料電池的發(fā)電原理，試設(shè)計(jì)幾種在日常生活中的應(yīng)用實(shí)例。燃料電池可以用作移動(dòng)電源安放在車輛、船舶上；燃料電池可以用于電鍍。7-13 作為燃料電池的結(jié)構(gòu)材料（陽(yáng)極、電解質(zhì)、陰極），請(qǐng)思考影響其性能的關(guān)鍵部件，并分析原因。電極材料：良好的電子導(dǎo)體，又具有電催化活性，以便實(shí)現(xiàn)快速的電荷交換；化學(xué)活性穩(wěn)定，不與其他材料發(fā)生反應(yīng)；多孔結(jié)構(gòu)，保持一定的孔隙率便于氣體擴(kuò)散；廉價(jià)且具有一定的如循環(huán)特性。電解質(zhì)：為致密層，隔絕陰、陽(yáng)極氣體；具有較高的離子電導(dǎo)率；具有極低的電子電導(dǎo)率；具有一定的熱穩(wěn)定性；易于加工，經(jīng)濟(jì)可行。7-14 如果已經(jīng)構(gòu)建了一套開(kāi)路電壓為1.1V，最大電流為10A的單體燃料電池，請(qǐng)根據(jù)要求搭建一個(gè)4400W，110V的燃料電池堆，并畫(huà)出模擬電路圖。7-16 請(qǐng)思考燃料電池未能廣泛應(yīng)用的主要原因。1.燃料電池造價(jià)偏高； 2.反應(yīng)/啟動(dòng)性能低； 3.碳?xì)淙剂蠠o(wú)法直接利用； 4.氫氣存儲(chǔ)技術(shù)； 5.氫燃料基礎(chǔ)建設(shè)不足。第八章 變電設(shè)備8-1 電力變壓器的主要組成部分是什么？各部分的作用？電力變壓器主要由鐵芯、繞組、油箱、絕緣套管和調(diào)壓裝置等部件構(gòu)成。鐵芯：變壓器的磁路部分，又是你變壓器器身的骨架，由鐵芯柱、鐵扼和夾緊裝置組成。繞組：變壓器的電路部分，由包有絕緣的圓形或矩形的銅導(dǎo)線或鋁導(dǎo)線繞制成的線圈和絕緣件構(gòu)成。油箱：變壓器的盛油容器和支持部件，變壓器器身浸放在油箱內(nèi)。絕緣套管：不僅僅作為高低壓引線對(duì)地的絕緣，而且還起著固定引線的作用。調(diào)壓裝置：又叫分接開(kāi)關(guān)，是采用倒換高壓繞組的分接頭，改變高壓繞組的匝數(shù)方法進(jìn)行分級(jí)調(diào)壓的裝置。分有載調(diào)壓和無(wú)載調(diào)壓兩種；變壓器的結(jié)構(gòu)還有儲(chǔ)油柜、安全氣道、呼吸器、散熱器片、凈油器及測(cè)溫裝置等。8-2 變壓器型號(hào) SFPSZ8-63000/220代表的含義是什么？表示第八次改型設(shè)計(jì)三相三繞組、強(qiáng)迫油循環(huán)、風(fēng)冷、銅繞組、有載調(diào)壓、額定容量為63000KV*A，高壓側(cè)為220Kv等級(jí)。8-3 什么是變壓器的相電壓比？它與變壓器的匝數(shù)有什么關(guān)系？相電壓比與變壓器的額定電壓比有什么不同？是一次、二次繞組的電壓比U1/U2=N1/N2=K由于一次、二次繞組的接法不同，額定電壓與相電壓存在比例關(guān)系。8-4電壓互感器的作用是什么？二次測(cè)為什么不許短路？在高壓系統(tǒng)中，不能直接裝電壓表測(cè)量高電壓，而采用電壓互感器把高電壓按照一定比例變?yōu)榈蛪海g接測(cè)量高電壓。這樣能使高低壓隔離，既能保證人身的設(shè)備的安全，又能使電壓表的量程擴(kuò)大，滿足統(tǒng)一監(jiān)測(cè)監(jiān)控回路系統(tǒng)電壓的需要。如果電壓互感器二次側(cè)短路，則二次側(cè)電流很大，極容易燒壞電壓互感器，所以電壓互感器二次側(cè)不允許短路。8-5 電流互感器的作用是什么？二次側(cè)為什么不允許開(kāi)路？在高壓系統(tǒng)中，不能直接裝電流表測(cè)電流，而必須采用電流互感器將電流按一定比例變小，這樣使測(cè)量人員和儀表與高電壓隔離，既能保證安全，又能使儀表導(dǎo)線截面變小，可制造輕便、經(jīng)濟(jì)的儀器儀表，而且量程經(jīng)電流互感器的變換可擴(kuò)大范圍，使電流表和其他儀器的額定電流標(biāo)準(zhǔn)化。當(dāng)電流互感器二次側(cè)開(kāi)路時(shí)，二次電流等于零，副邊磁化力也等于零，一次電流全部變成了激磁電流。這樣在二次線圈中產(chǎn)生很高的電壓，峰值可達(dá)幾千伏，威脅人身安全的儀表安全，使電流互感器的鐵芯過(guò)熱，絕緣損壞而燒毀，所以電流互感器二次側(cè)不允許開(kāi)路。8-6什么是電壓互感器的準(zhǔn)確度級(jí)？我國(guó)電壓互感器的準(zhǔn)確度級(jí)有哪些？各適用于什么場(chǎng)合？電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)用來(lái)描述一定工況下的誤差允許值。測(cè)量用電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)用在規(guī)定的一次電壓、二次負(fù)荷和功率因數(shù)下的最大允許百分誤差來(lái)標(biāo)稱，標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級(jí)分為0.1,0.2,0.5,1,3五級(jí)。保護(hù)用電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)用5%額定電壓到與額定電壓因數(shù)K相對(duì)應(yīng)的電壓范圍內(nèi)最大電壓誤差的百分?jǐn)?shù)來(lái)標(biāo)稱，標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級(jí)有3P和6P。8-7 什么叫消弧線圈，它在系統(tǒng)中起什么作用？消弧線圈又稱消弧電抗器，是一個(gè)帶空氣間隙鐵芯的電感線圈，線圈有多個(gè)抽頭，可以通過(guò)改變抽頭接線和鐵芯氣隙改變電感量。接于三相變壓器的中性點(diǎn)與地之間，用以在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)提供電感性電流，以抵消流過(guò)接地點(diǎn)的電容性電流，也使得故障相接地電弧兩端的恢復(fù)電壓速度降低，達(dá)到熄滅電弧的目的。當(dāng)消弧線圈正確調(diào)諧時(shí)，還可以有效的減少產(chǎn)生弧光接地過(guò)電壓的幾率，有效的抑制過(guò)電壓的幅值，同時(shí)也最大限度的減小了故障點(diǎn)熱破壞作用及接地網(wǎng)的電壓等。8-8并聯(lián)電抗器和串聯(lián)電抗器各有什么作用？線路并聯(lián)電抗器可以補(bǔ)償線路的容性充電電流，限制系統(tǒng)電壓升高和操作過(guò)電壓的產(chǎn)生，保證線路可靠運(yùn)行。母線串聯(lián)電抗器可以限制短路電流，維持母線有較高的殘壓。而電容器組串聯(lián)電抗器可以限制高次諧波，降低電抗。8-9中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，消弧線圈是否帶有電壓？消弧線圈的結(jié)構(gòu)是一個(gè)鐵芯帶有氣隙的可調(diào)電感線圈一般為單相式。消弧線圈接在系統(tǒng)中性點(diǎn)和地之間，正常情況下中性點(diǎn)電壓為零，線圈中沒(méi)有電流。當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，中性點(diǎn)電位升高，而且和故障相電壓相位相反，經(jīng)過(guò)消弧線圈感抗后，在線圈中會(huì)產(chǎn)生感性電流，該電流流經(jīng)故障點(diǎn)，并與故障點(diǎn)的容性電流方向相反。當(dāng)選擇合適容量的消弧線圈時(shí)，線圈中的感性電流和非故障相的容性電流正好抵消，從而有利于接地電弧的熄滅。8-10 電力電容器在電力系統(tǒng)中的作用是什么？電力電容器在電力系統(tǒng)中的主要作用是向電力系統(tǒng)提供無(wú)功功率，提高功率因數(shù)，減少輸電線路輸送電流，減少線路能量損耗和壓降，改善電能質(zhì)量。8-11 應(yīng)用于電力系統(tǒng)的電容器主要有哪幾類？有什么作用？1. 并聯(lián)電容器：發(fā)出無(wú)功功率，提高功率因數(shù)。2. 串聯(lián)電容器：補(bǔ)償線路的分布性電感阻抗，提高系統(tǒng)的靜動(dòng)穩(wěn)定性，增大輸電能力。3. 濾波電容器：濾除諧波4. 電熱電容器：改善中頻的功率因數(shù)或改善回路特性。5. 脈沖電容器：直流線路上主要做整流濾波及倍壓等用途，可稱為直流電容器。在脈沖線路上主要用其儲(chǔ)能的充放電特性，可稱為儲(chǔ)能電容器。6. 標(biāo)準(zhǔn)電容器：用于高壓測(cè)量回路中。7. 耦合電容器：主要接在工頻高壓輸電線上做高頻通訊及組成電容分壓器之用。8. 均壓電容器：主要用作高壓斷路器間的附件，并聯(lián)在斷路器的斷口上作均壓之用。8-12電容器對(duì)電介質(zhì)材料有什么影響？1）為了達(dá)到高比容量的目的，應(yīng)采用介電常數(shù)盡可能高的材料；2）為了保證電容器具有純?nèi)菘梗幢苊庖驑O化過(guò)程造成能量損耗，導(dǎo)致產(chǎn)生熱量，要求具有盡可能低的損耗角正切值，特別要求在高工頻率或脈沖條件使用時(shí)。3）電容器電介質(zhì)還應(yīng)具有高的絕緣電阻值，并保證電阻值在不同頻率與溫度條件下盡可能穩(wěn)定，避免因?yàn)殡s志的分接和材料的老化引起絕緣電阻值的下降。4）要求電介質(zhì)具有高的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度。5）不污染環(huán)境，而且工藝好，與其他材料的相容性好，并對(duì)人體無(wú)害或基本無(wú)害。8-13 簡(jiǎn)述晶閘管正常工作時(shí)的特性。1）當(dāng)晶閘管承受反向電壓的時(shí)候，無(wú)論門(mén)極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會(huì)導(dǎo)通。2）當(dāng)晶閘管承受正向電壓時(shí)，僅在門(mén)極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開(kāi)通。3）晶閘管一旦導(dǎo)通，門(mén)極就失去控制作用，不論門(mén)極觸發(fā)電流是否存在，晶閘管都保持導(dǎo)通。若要使已導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷，只能利用外加電壓和外電路的作用使流過(guò)晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值下。8-14 畫(huà)出3相橋式整流的結(jié)構(gòu)圖與觸發(fā)角為60時(shí)直流側(cè)與晶閘管上承受的電壓波形？見(jiàn)電力電子書(shū)。8-15 逆變顛覆的原因有哪些？逆變時(shí)，一旦換相失敗，外接直流電源會(huì)通過(guò)晶閘管電路短路，或使變流器的輸出平均電壓和直流電動(dòng)勢(shì)變成順向串聯(lián)，由于逆變電路內(nèi)阻很小，形成很大短路電流。逆變失敗的原因：1.觸發(fā)電路工作不可靠，不能適時(shí)、準(zhǔn)確地給各晶閘管分配脈沖，如脈沖丟失、脈沖延時(shí)等，致使晶閘管不能正常換相。2.晶閘管發(fā)生故障，該斷時(shí)不斷，或該通時(shí)不通。3.交流電源缺相或突然消失。4.換相的裕量角不足，引起換相失敗。8-16 簡(jiǎn)述無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑瓌t無(wú)功補(bǔ)償分為集中補(bǔ)償、分散補(bǔ)償和隨機(jī)隨器補(bǔ)償。應(yīng)該遵循全面規(guī)劃、合理布局、分級(jí)補(bǔ)償、就地平衡的原則；集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合，以分散補(bǔ)償為主；高壓補(bǔ)償與低壓補(bǔ)償相結(jié)合，以低壓補(bǔ)償為主；調(diào)壓與降損相結(jié)合，以降損為主的原則。8-17 無(wú)功補(bǔ)償有哪些方式，各有什么特點(diǎn)？1.并聯(lián)電容器補(bǔ)償：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)方便，補(bǔ)償容量與供電電壓平方成正比。2.串聯(lián)電容器：利用其容抗抵消部分線路的感抗，相當(dāng)于縮短了線路的電氣距離，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定極限和送點(diǎn)能力。3.調(diào)相機(jī)：既能過(guò)勵(lì)磁輸出感性功率，又能欠勵(lì)磁運(yùn)行吸收感性功率，可以供給無(wú)功功率、改善功率因數(shù)，調(diào)整網(wǎng)絡(luò)電壓。改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性。4.并聯(lián)電抗器：主要以吸收系統(tǒng)中的容性無(wú)功功率。5.靜止無(wú)功補(bǔ)償器（SVC）：雙向連續(xù)、平滑調(diào)節(jié)無(wú)功功率，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)速度快，但其本身產(chǎn)生的諧波需要進(jìn)行抑制，否則會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成污染。第九章 開(kāi)關(guān)設(shè)備9-1開(kāi)關(guān)電器的功能是什么？開(kāi)關(guān)電器是一種重要的輸配電設(shè)備，是電力系統(tǒng)中發(fā)電、輸電、變電、供電、配電、用電各環(huán)節(jié)以及電力拖動(dòng)系統(tǒng)中重要的控制和保護(hù)設(shè)備。開(kāi)關(guān)電器的主要功能是接通和斷開(kāi)電路，即對(duì)電路進(jìn)行“開(kāi)通”和“關(guān)斷”，具體來(lái)講。開(kāi)關(guān)電器的主要作用表現(xiàn)控制作用、保護(hù)作用、隔離作用、接地保護(hù)。9-2開(kāi)關(guān)電器有哪些類型?開(kāi)關(guān)電器按照使用電壓的高低分為高壓開(kāi)關(guān)電器和低壓開(kāi)關(guān)電器；按照安裝地點(diǎn)分為戶內(nèi)和戶外兩類；按照功能分為斷路器，隔離開(kāi)關(guān)，熔斷器，負(fù)荷開(kāi)關(guān)，自動(dòng)重合器和自動(dòng)分段器；按照組裝方式分為裝配式和成套式。9-3開(kāi)關(guān)電器的主要技術(shù)參數(shù)有哪些？開(kāi)關(guān)電器的主要技術(shù)參數(shù)包括額定電壓、額定絕緣水平、額定電流、穩(wěn)定短時(shí)耐受電流、額定短路開(kāi)斷電流、額定短路關(guān)合電