Файл: Туровский Я. Техническая электродинамика.pdf

температура, К; X— теплопроводность, В т / ( К - м ) ; у—• электрическая проводимость 1/(0м - м) . Чистые металлы

растяжения Р образца в функции абсолютного удлине­ ния Д/ (рис. 1-11,а) в отличие от аналогичного графика для стали (рис. 1-11,6) не имеет заметного предела пла­ стичности Р п л . До точки Ps удлинение является исключи­ тельно упругим (эластичным), а выше — упругим и пла­ стичным. Точка Рн (предел пропорциональности) опреде­ ляет место, в котором кривая начинает отклоняться от прямой линии. Сила Рг определяет предел прочности материала на растяжение.

Модуль упругости равняется отношению предела упру­ гости к относительному удлинению, т. е. наклону прямо­ линейного отрезка кривой. Действительный ход кривой механических напряжений несколько отличается от кри­ вой, показанной на рис. 1-11, так как одновременно с уве­ личением силы уменьшается площадь сечения образца.

34

Т а б л и ц а 1-4

Важнейшие электрические, тепловые и химические свойства меди [Л. 1-15; 1-18]

35

Пластичная обработка меди в холодном состояний (сжатие) во время протяжки провода вызывает увеличе­ ние ее твердости, значительное увеличение предела проч­ ности при растяжении (до 40—50 д а Н / м м 2 ) а также ма­ лое удлинение при разрыве (1—2%). Такая проволока при изгибе сильно пружинит и непригодна для намотки. Отжиг, состоящий в нагреве меди до температуры не­ скольких сотен градусов (выше температуры рекристал-

лизации) и последующем ее охлаждении, вызывает зна­ чительное смягчение меди. После отжига наблюдается значительное уменьшение прочности на разрыв (до 20 даН/мм2 ) и увеличение пластичности; при этом умень­ шается также на 2—3% ее удельное электрическое со­ противление.

Температурой рекристаллизации металла называют такую температуру, при которой исчезают внутренние ме­ ханические напряжения пластичной деформации кри­ сталлов. Температура рекристаллизации, проявляющаяся в стремительном уменьшении ее прочности на растяже­ ние, твердости и одновременном росте удлинения, колеб­ лется для различных сортов меди и для различных сжа­ тий в пределах 280—400 °С. В случае чистой меди темпе­ ратура начала рекристаллизации составляет около 180°С [Л. 1-18]. Для большинства металлов температура рекри­ сталлизации тем ниже, чем выше сжатие. Всякие засоре­ ния и примеси, содержащиеся в меди, повышают темпе­ ратуру ее рекристаллизации.

1 1 даН/мм2 — деканьютон= 1,019716 кг силы.

36

В турбогенераторах старой конструкции обмотки ро­

каждый быстрый пуск или остановка большого турбоге­ нератора вызывали деформации проводников в пазах вследствие тепловых удлинений и усилий трения провод­ ников о стенки паза. В результате этого наблюдались по­ вреждения изоляции, обмоток или их креплений. При­

37

работка в холодном состоянии увеличивают ее предел упругости до 15 даН/мм2 . Благодаря этому повреждения такого рода уменьшились. В обмотках мощных транс­ форматоров иногда также применяется медь с добавкой

упругости, приобретенной во время пластической обра­ ботки. По аналогичным причинам для обмоток роторов применяют некоторые сплавы алюминия, например кон-

В качестве элементов электрической цепи, а также конструкционных материалов (прессующие плиты, крон­ штейны) мощных электрических машин и трансформато­ ров применяют иногда бронзы, содержащие, кроме меди, олово, бериллий, хром, магний, цинк, кадмий, кремний, фосфор и другие металлы. При правильно подобранном составе сплавы эти могут иметь прочность на разрыв порядка 80—100 даН/мм 2 и более. Однако они обладают большим удельным электрическим сопротивлением, чем медь. Так, например, кадмиевые бронзы, содержащие 0,9% Cd, имеют после протяжки электрическую проводи­ мость, равную 83—90% проводимости меди, и прочность на разрыв до 73 даН/мм2 . Их применяют в контактных

Алюминий часто применяют как материал, заменяю­ щий медь. Он в 3,5 раза легче меди, а его удельное элек­ трическое сопротивление в 1,65 раза больше сопротивле­ ния меди. Алюминиевый проводник той же длины, что и медный, и с тем же сопротивлением в 2 раза легче медного. В табл. 1-6 приведены важнейшие технические данные алюминия. Чистый алюминий обладает значи­ тельно (в 2—3 раза) меньшей механической прочностью, чем медь, что часто препятствует широкому внедрению его в производство высоковольтных трансформаторов. Сплавы алюминия с магнием, кремнием, железом и т. п. обладают значительно лучшими механическими свойст­ вами, но худшей проводимостью. Например, сплав альдрей (0,3—0,5% Mg, 0,4—0,7% Si и 0,2—0,3% Fe) обла-

38

39