电介质材料-考试复习题-200要点
北京化工大学-电子材料导论复习题
北京化工大学-电子材料导论复习题北京化工大学-电子材料复习题电子材料概论1、简述什么是结构电子材料,什么是功能电子材料?(p2)答：能承受压力和重力，并能保持尺寸和大部分力学性质（强度、硬度及韧性）稳定的材料，称为结构电子材料。
功能电子材料是指除强度性能外，还有其他特殊功能，或能实现光、电、磁、热力等不同形式的交互作用和转换的非结构材料。
2、什么是理想表面?什么是实际表面?一般情况下表面厚度大约是多少?(26~27)答：理想表面是为分析问题的方便而设定的一种理想的表面结构。
在自然界中存在的表面称为实际表面。
几十到数百纳米。
第一章导电材料1、电阻率最低的前三种元素是什么?其电阻率各是多少(20度时)?(57)答：银1.62μΩ.cm铜1.72μΩ.cm金2.40μΩ.cm2、硅碳膜的三层结构各起什么作用(102)答：在底层主要含有是SiO2和C,其SiO2和基体玻璃相形成Si-O 键，增加了硅炭膜对基体的附着力；中间层为主要导电层，与纯碳膜的结构和性能类似；最外层为保护层，主要含有SiO2和少量的sic。
3、蒸发金属膜的主要制作过程(103)答：金属膜电阻器是用以鉻硅系为主要成分的合金粉真空蒸发而成，制造时用酒精把合金粉调成糊状涂在钨丝的蒸发器上，在低于5×10-3PA的真空度下加热蒸发在陶瓷基体上淀积出金属膜。
4、镍铬薄膜的主要特点(105)答：电阻温度系数小、稳定性高、噪声电平小、可制作的阻值范围宽，使用的温度范围宽而高5、镍铬薄膜的主要制作方法(105)答：采用电阻式真空蒸发法，将镍鉻合金丝、薄板条或粉挂在或涂敷在蒸发器上在真空度高于6×10-3pa,用电加热至1500度左右进行蒸发。
6、在NiCr薄膜中掺入氧可以改善的是(110)答：不仅可以提高NiCr薄膜的电阻值，而且可以降低电阻温度系数和提高稳定性7、热处理对TaSi薄膜的影响(121)答：热处理对TaSi薄膜的电阻率有较大的影响，随着热处理温度升高，薄膜的电阻率减小，逐渐趋于平坦。
电介质材料(压电和铁电材料)
压电陶瓷材料Байду номын сангаас
锆钛酸铅系(PZT)陶瓷, 其化学式为Pb(Zrx, Ti1-x)O3, 是钙 钛矿结构的二元系固溶体，晶胞中B位置可以是Zr4+, 也可以 是Ti4+。居里点随锆钛比变化。根据器件的要求，可以选择 不同的锆钛比。 然而，锆钛酸铅系陶瓷在制备和使用过程中，都会给环 境和人类健康带来很大的损害。近年来，随着环境保护和人 类社会可持续发展的需求，研发新型环境友好的压电陶瓷已 成为世界各国致力研发的热点材料之一。2001年欧州议会通 过了关于"电器和电子设备中限制有害物质"的法令，并定于 2008年实施。其中在被限制使用的物质中就包括含铅的压电 器件。为此，欧洲共同体立项151万欧元进行关于无铅压电 陶瓷的研究与开发。美国和日本以及我国电子信息产业部也 相继通过了类似的法令，并逐年提高对研制无铅压电陶瓷项 目的支持力度。对新型无铅压电陶瓷的研究和开发也同样受 到了国内科技界与企业界的普遍关注。
小资料：最新的无铅压电材料 任晓兵博士在其论文中提出一种不同于上述机制的全 新原理，该原理利用铁电体在90度畴翻转时产生巨大变形 这一特性，并利用时效点缺陷的对称性性质而产生可回复 的应变(该性质亦为任晓兵博士所发现，X. Ren and K.， Otsuka, 《Nature》, 1997)。任晓兵博士认为，存在点缺陷 的情况下，电畴在电场作用下发生翻转，当电场解除时， 在点缺陷的影响下，畴将回到原来的取向。在200V/mm的 电压下可产生0.75%的巨大可逆变形，是相同电压下PZT形 变量的37.5倍。 值得注意的是，产生这一巨大电致应变的材料为钛酸 钡基材料，这为开发对环境无害的高性能电致应变材料提 供了重要新途径。此项成果发表后，立即引起国际学术界 和工业界的强烈反响。
湖南工业大学电子材料复习题及答案
第一:1、名词解释：电化学效应（法拉弟效应）、肖特基缺陷、弗仑克尔缺陷、漏导电流、载流子、霍尔效应、压碱效应。
电化学效应（法拉弟效应）：电子材料是离子电导，它要发生明显的质量变化，在电极附近有新物质产生。
肖特基缺陷：晶体内部只有空位的缺陷。
弗仑克尔缺陷：离子脱离结点后形成填隙离子和空位。
漏导电流：在电场的作用下，绝缘材料中的联系弱的带电质点沿电场方向作有规则的运动，形成微小的电流。
载流子：电子陶瓷中存在少量能传递电荷的质点叫载流子。
霍耳效应：当电子陶瓷上施加外电场产生电流I，如果在垂直于电流的方向加上一磁场H，则在垂立于电流和磁场的I—H平面的方向将产生一个外加电场M。
压碱效应：当电子陶瓷中加入碱土金属氧化物时，可显著提高电阻率。
2、分析三电极系统的工作原理。
工作原理：三电极由工作电极，参比电极，辅助电极（或对电极）组成。
三电极体系含两个回路，一个回路由工作电极和参比电极组成，用来测试工作电极的电化学反应过程，另一个回路由工作电极和辅助电极组成，起传输电子形成回路的作用。
3、随外界条件的变化，电子陶瓷的载流子有何变化？电子陶瓷中载流子的性质会随着外界条件的变化而发生相应变化。
a、当外加电场弱的时候是离子电导，随着外加电场增强，电子电导比例越来越大，在临近击穿时，明显地呈现电子电导的特征。
b、温度不同，载流子的性质也可能不同，低温时为离子电导，随着温度升高，逐渐转化为电子电导。
4、用晶格震动理论解释离子晶体导电的原因。
对离子晶体，一般温度下，离子在外电场中不发生移动，仍然不能导电。
在受热情况下，晶格上的离子在其固定位置附近作热振动。
其中有少数离子因达到较高的能量，从结点上脱落，离开结点而进入晶格间隙位置。
形成填隙离子，原来的位置形成空位。
温度愈高，离子脱离结点的几率愈大，填隙离子和空位的数目愈多，产生结构缺陷——热缺陷，在外电场作用下，离子晶体才会导电。
第二：1、名词解释：界面极化，介质吸收界面极化：由于界面对离子迁移产生阻碍作用，而产生的极化。
电气试验工理论知识复习题及参考答案
电气试验工理论知识复习题及参考答案1、在常温常压20℃、101.325kPa下，SF6气体的密度是()kg/m3A、5.07B、6.07C、10.07D、12.07答案：B2、对于中性液体电介质及弱极性电介质，它们的损耗主要由（）引起。
A、极化B、电导C、游离D、电导和极化答案：B3、正常情况下，三相变压器的三相磁路不对称，其中磁阻最大的为（）磁路。
A、BCB、AB和BCC、ABD、AC答案：D4、以下四种表述中，对波阻抗描述正确的是（）。
A、波阻抗是储能元件，电阻是耗能元件，因此对电源来说，两者不等效B、波阻抗的数值与导线的电感、电容有关，因此波阻抗与线路长度有关C、波阻抗的数值与线路的几何尺寸有关D、波阻抗是导线上电压和电流的比值答案：A5、对夹层极化有明显影响的因素是（）。
A、温度B、频率C、电压性质D、气压答案：B6、测量串级式电压互感器绝缘支架tgδ时，法兰底座绝缘垫绝缘必须良好，否则会出现（）：A、结果为零B、测不出数C、介质损耗因数的正误差D、介质损耗因数的负误差答案：C7、SF6断路器及GIS组合电器绝缘下降的主要原因是由于（）的影响。
A、SF6中水分B、SF6比重C、SF6设备绝缘件答案：A8、绝缘油在电弧作用下产生的气体大部分是（）。
A、甲烷、乙烯B、二氧化碳C、一氧化碳D、氢、乙炔答案：D9、测量电动机励磁回路的整流电流时，应选用（）式仪表。
A、整流B、电动C、磁电D、电磁答案：C10、已知：e=100sin（ωt-60°）V，t=0时，e等于（）V。
A、50B、-86.6C、100D、86.6答案：B11、选用电容器组用金属氧化物避雷器时，应充分考虑其（）的要求。
A、残压B、通流容量C、泄漏电流D、额定电压答案：B12、由n只不同阻值的纯电阻组成串联电路，则电路的总电压等于（）。
A、各电阻电压降之和B、任一只电阻的电压降乘以nC、各电阻电压降之差D、各电阻电压降的倒数和答案：A13、距接地设备水平距离0.8m，与沿设备金属外壳（或构架）垂直于地面高度为（）m处的两点间的电压称为接触电压。
研究生考试静电场中的导体和电介质复习题及答案参考
第6章 静电场中的导体和电介质一、选择题1. 一个不带电的导体球壳半径为r , 球心处放一点电荷, 可测得球壳内外的电场． 此后将该点电荷移至距球心r /2处,种情况? [ ] (A) 对球壳内外电场无影响 (B) 球壳内外电场均改变(C) 球壳内电场改变, 球壳外电场不变(D) 球壳内电场不变, 球壳外电场改变2. 当一个导体带电时, 下列陈述中正确的是[ ] (A) 表面上电荷密度较大处电势较高 (B) 表面上曲率较大处电势较高 (C) 表面上每点的电势均相等 (D) 导体内有电力线穿过3. 关于带电导体球中的场强和电势, 下列叙述中正确的是 [ ] (A) 导体内的场强和电势均为零 (B) 导体内的场强为零, 电势不为零(C) 导体内的电势与导体表面的电势相等(D) 导体内的场强大小和电势均是不为零的常数4. 当一个带电导体达到静电平衡时[ ] (A) 导体内任一点与其表面上任一点的电势差为零 (B) 表面曲率较大处电势较高(C) 导体内部的电势比导体表面的电势高 (D) 表面上电荷密度较大处电势较高5. 一点电荷q 放在一无限大导体平面附近, 相距d , 若无限大导体平面与地相连, 则导体平面上的总电量是 [ ] (A)2q (B) 2q- (C) q (D) q -6. 在一个绝缘的导体球壳的中心放一点电荷q , 则球壳内、外表面上电荷均匀分布．若使q 偏离球心, 则表面电荷分布情况为[ ] (A) 内、外表面仍均匀分布 (B) 内表面均匀分布, 外表面不均匀分布 (C) 内、外表面都不均匀分布 (D) 内表面不均匀分布, 外表面均匀分布7. 带电量不相等的两个球形导体相隔很远, 现用一根细导线将它们连接起来． 若大球半径为m , 小球半径为n , 当静电平衡后, 两球表面的电荷密度之比 σ m ／σ n 为[ ] (A) n m (B) mn(C)22n m (D) 22m n8. 真空中有两块面积相同的金属板, 甲板带电q , 乙板带电Q ．现将两板相距很近地平行放置, 并使乙板接地, 则乙板所带的电量为 [ ] (A) 0 (B) －q (C) 2Q q +- (D) 2Qq +9. 在带电量为+q 的金属球的电场中, 为测量某点的电场强度E, 现在该点放一带电量为(+q /3)的试验电荷, 电荷受力为F, 则该点的电场强度满足[ ] (A) q F E 6> (B) q FE 3>(C) q F E 3< (D) qFE 3=10. 在一个带电量为Q 的大导体附近的P 点, 置一试验电荷q , 实验测得它所受力为F ．若考虑到q 不是足够小, 则此时F/q 比P 点未放q时的场强[ ] (A) 小 (B) 大(C) 相等 (D) 大小不能确定11. 有一负电荷靠近一个不带电的孤立导体, 则导体内场强大小将[ ] (A) 不变 (B) 增大 (C) 减小 (D) 其变化不能确定12. 一个带正电的小球放入一个带等量异号电荷、半径为R 的球壳中．在距球心为r (R r <)处的电场与放入小球前相比将 [ ] (A) 放入前后场强相同 (B) 放入小球后场强增加 (C) 因两者电荷异号, 故场强减小 (D) 无法判定13. 真空中有一组带电导体, 其中某一导体表面处电荷面密度为σ, 该表面附近的场强大小0/εσ=E , 其中E 是[ ] (A) 该处无穷小面元上电荷产生的场 (B) 该导体上全部电荷在该处产生的场 (C) 这一组导体的所有电荷在该处产生的场 (D) 以上说法都不对14. 设无穷远处电势为零, 半径为R 的导体球带电后其电势为U , 则球外离球心距离为r 处的电场强度大小为3qQqq[ ] (A) 32r U R (B) r U (C) 2rRU(D) R U15. 一平行板电容器始终与一端电压恒定的电源相连．当此电容器两极间为真空时, 其场强为0E , 电位移为0D; 而当两极间充满相对介电常数为εr 的各向同性均匀电介质时, 其间场强为E , 电位移为D, 则有关系[ ] (A) 00,/D D E E r==ε(B) 00,D D E E ==(C) r r D D E E εε/,/00== (D) 00,D D E E r ε==16. 一空气平行板电容器接上电源后, 在不断开电源的情况下浸入媒油中, 则极板间的电场强度大小E 和电位移大小D 的变化情况为[ ] (A) E 和D 均减小 (B) E 和D 均增大 (C) E 不变, D 减小 (D) E 不变, D 增大17. 把一个带正电的导体B 靠近一个不带电的绝缘导体A 时, 导体A 的电势将[ ] (A) 升高 (B) 降低 (C) 不变 (D) 变化与否不能确定18. 有两个大小不等的金属球, 其大球半径是小球半径的两倍, 小球带有正电荷．当用金属细线连接两金属球后[ ] (A) 大球电势是小球电势的两倍 (B) 大球电势是小球电势的一半 (C) 所有电荷流向大球 (D) 两球电势相等19. 在无穷大的平板A 上均匀分布正电荷, 面电荷密度为σ,带净电荷的大导体平板B , 则A 板与B 板间的电势差是 [] (A) 02εσd (B) 0εσd(C) 03εσd(D) σεd 020. 导体壳内有点电荷q , 壳外有点电荷Q , 导体壳不接地．当Q 值改变时, 下列关于壳内任意一点的电势和任意两点的电势差的说法中正确的是 [ ] (A) 电势改变, 电势差不变 (B) 电势不变, 电势差改变T6-1-15图(C) 电势和电势差都不变 (D) 电势和电势差都改变21. 两绝缘导体A 、B 带等量异号电荷．现将第三个不带电的导体C 插入A 、B 之间, 但不与A 、B 接触, 则A 、B 间的电势差将[ ] (A) 增大 (B) 减小(C) 不变 (D) 如何变化不能确定22. 两个薄金属同心球壳, 半径分别为R 和r (R ＞r ), 若分别带上电量为Q 和q 的电荷, 此时二者的电势分别为U 和V ．现用导线将二球壳连起来, 则它们的电势为[ ] (A) U (B) V(C) U ＋V (D) )(21V U +23. 就有极分子电介质和无极分子电介质的极化现象而论 [ ] (A) 两类电介质极化的微观过程不同, 宏观结果也不同 (B) 两类电介质极化的微观过程相同, 宏观结果也相同 (C) 两类电介质极化的微观过程相同, 宏观结果不同 (D) 两类电介质极化的微观过程不同, 宏观结果相同24. 一平行板电容器中充满相对电容率为r ε的各向同性均匀电介质．已知电介质表面极化电荷面密度为±σ', 则极化电荷在电容器中产生的电场强度大小为 [ ] (A)εσ' (B)2εσ'(C)rεεσ0'(D)rεσ'25. 一导体球外充满相对电容率为r ε的均匀电介质, 若测得导体表面附近场强为E , 则导体球面上的自由电荷面密度σ为[ ] (A) E 0ε (B) E r εε0 (C) E r ε (D) E r r )(0εεε-27. 在一点电荷产生的电场中, 以点电荷处为球心作一球形封闭高斯面, 电场中有一块对球心不对称的电介质, 则 [ ] (A) 高斯定理成立,并可用其求出封闭面上各点的场强 (B) 即使电介质对称分布, 高斯定理也不成立 (C) 高斯定理成立, 但不能用其求出封闭面上各点的电场强度 (D) 高斯定理不成立28. 在某静电场中作一封闭曲面S ．若有⎰⎰=⋅sS D 0d , 则S 面内必定[ ] (A) 没有自由电荷 (B) 既无自由电荷, 也无束缚电荷(C) 自由电荷的代数和为零 (D) 自由电荷和束缚电荷的代数和为零29. 关于介质中的高斯定理⎰⎰∑=⋅sq S D 0d, 下列说法中正确的是[ ] (A) 高斯面的D通量仅与面内的自由电荷的代数和有关(B) 高斯面上处处D为零, 则高斯面内必不存在自由电荷 (C) 高斯面的D通量由面内的自由电荷和束缚电荷共同决定(D) 高斯面内不包围自由电荷时, 高斯面上各点电位移矢量D为零30. 关于静电场中的电位移线, 下列说法中正确的是 [ ] (A) 起自正电荷, 止于负电荷, 不形成闭合线, 不中断 (B) 任何两条电位移线互相平行 (C) 电位移线只出现在有电介质的空间(D) 起自正自由电荷, 止于负自由电荷, 任何两条电位移线不相交31. 两个半径相同的金属球, 一个为空心, 另一个为实心．把两者各自孤立时的电容值加以比较, 有[ ] (A) 空心球电容值大 (B) 实心球电容值大 (C) 两球容值相等 (D) 大小关系无法确定32. 有一空气球形电容器, 当使其内球半径增大到两球面间的距离为原来的一半时, 此电容器的电容为[ ] (A) 原来的两倍 (B) 原来的一半 (C) 与原来的相同 (D) 以上答案都不对33. n 只具有相同电容的电容器, 并联后接在电压为∆U 的电源上充电．去掉电源后通过开关使之接法改为串联．则串联后电容器组两端的电压V 和系统的电场能W [ ] (A) U n V ∆=，W 增大 (B) U n V ∆=，W 不变 (C) U n V ∆=，W 减小 (D) U nV ∆=1，W 不变34. 把一充电的电容器与一未充电的电容器并联．如果两电容器的电容一样, 则总电能将[ ] (A) 增加 (B) 不变 (C) 减小 (D) 如何变化不能确定35. 平行板电容器的极板面积为S , 两极板间的间距为d , 极板间介质电容率为ε． 现对极板充电Q , 则两极间的电势差为[ ] (A) 0 (B)S Qd ε (C) S Qd ε2 (D) SQdε436. 一平行板电容器充电后与电源断开, 再将两极板拉开, 则电容器上的[ ] (A) 电荷增加 (B) 电荷减少 (C) 电容增加 (D) 电压增加37. 将接在电源上的平行板电容器的极板间距拉大, 将会发生什么样的变化? [ ] (A) 极板上的电荷增加 (B) 电容器的电容增大(C) 两极间的场强减小 (D) 电容器储存的能量不变38. 真空中带电的导体球面和带电的导体球体, 若它们的半径和所带的电量都相等, 则球面的静电能W 1与球体的静电能W 2之间的关系为[ ] (A) W 1＞W 2 (B) W 1＝W 2 (C) W 1＜W 2 (D) 不能确定39. 如果某带电体电荷分布的体密度ρ增大为原来的两倍, 则其电场的能量变为原来的[ ] (A) 2倍 (B)21倍 (C) 4倍 (D) 21倍 40. 一空气平板电容器, 充电后把电源断开, 这时电容器中储存的能量为0W ．然后在两极板间充满相对电容率为r ε的各向同性均匀电介质, 则该电容器中储存的能量W 为[ ] (A) 0W W r ε= (B) rW W ε0=(C) 0)1(W W r +=ε (D) 0W W =41. 一平行板电容器, 两板间距为d , 与一电池联接时, 相互作用力为F．若将电池断开,极间距离增大到3d , 则其相互作用力变为[ ] (A) 3F (B)F 3 (C) 9F(D) 不变42. 金属圆锥体带正电时, 其圆锥表面[ ] (A) 顶点处电势最高 (B) 顶点处场强最大 (C) 顶点处电势最低(D) 表面附近场强处处相等43. 平板电容器与电源相连, 现把两板间距拉大, 则 [ ] (A) 电容量增大T6-1-42图(B) 电场强度增大 (C) 带电量增大(D) 电容量、带电量及两板间场强都减小44. 空气平行板电容器接通电源后, 将电容率为ε的厚度与极板间距相等的介质板插入电容器的两极板之间．则插入前后, 电容C 、场强E和极板上的电荷面密度σ的变化情况为[ ] (A) C 不变, E不变, σ不变(B) C 增大, E不变, σ增大 (C) C 不变, E增大, σ不变(D) C 增大, E增大, σ增大45. 空气平板电容器与电源相连接．现将极板间充满油液, 比较充油前后电容器的电容C 、电压U 和电场能量W 的变化为 [ ] (A) C 增大, U 减小, W 减小 (B) C 增大, U 不变, W 增大 (C) C 减小, U 不变, W 减小 (D) C 减小, U 减小, W 减小46. 一空气平行板电容器充电后与电源断开, 然后在两极间充满某种各向同性均匀电介质．比较充入电介质前后的情形, 以下四个物理量的变化情况为[ ] (A) E增大, C 增大, ∆U 增大, W 增大(B) E减小, C 增大, ∆U 减小, W 减小(C) E减小, C 增大, ∆U 增大, W 减小 (D) E增大, C 减小, ∆U 减小, W 增大47. 平行板电容器两极板(可看作无限大平板)间的相互作用力F 与两极板间电压∆U 的关系是:[ ] (A) U F ∆∝ (B) U F ∆∝1 (C) 2U F ∆∝ (D) 21U F ∆∝48. 在中性导体球壳内、外分别放置点电荷q 和Q , 当q 在壳内空间任意移动时, Q 所受合力的大小[ ] (A) 不变 (B) 减小(C) 增大 (D) 与q 、Q 距离有关49. 在水平干燥的玻璃板上, 放两个大小不同的小钢球, 且小球上带的电量比大球上电量多．发现两球被静电作用力排开时, 小球跑得较快, 这是由于 [ ] (A) 小球受到的斥力较大 (B) 大球受到的斥力较大(C) 两球受到的斥力大小相等, 但大球惯性大 (D) 以上说法都不对50. 一带电导体球壳, 内部没有其它电荷, 则 [ ] (A) 球内、内球面、外球面电势相等(B) 球内、内球面、外球面电场强度大小相等 (C) 球壳内电场强度为零,球心处场强不为零 (D) 球壳为等势体, 球心处电势为零51. 如果在平行板电容器的两极板间平行地插入一块与极板面积相等的电介质板, 则由于电介质的插入及其相对于极板所放置的不同, 对电容器电容的影响为 [ ] (A) 使电容减小, 但与电介质板的位置无关 (B) 使电容减小, 且与电介质板的位置有关(C) 使电容增大, 但与电介质板的位置无关 (D) 使电容增大, 且与电介质板的位置有关52. 一均匀带电Q 的球体外, 罩一个内、外半径分别为r 和R 的同心金属球壳. 若以无限远处为电势零点, 则在金属球壳r ＜R ＇＜R 的区域内 [ ] (A) E ＝0, U ＝0 (B) E ＝0, U ≠0(C) E ≠0, U ≠0 (D) E ≠0, U ＝053. 把A 、B 两块不带电的导体放在一带正电导体的电场中，如T6-1-53图所示，设无限远处为电势零点，A 的电势为U A ，B 的电势为U B ，则[ ] (A) U B > U A ≠0 (B) U B > U A = 0(C) U B = U A (D) U B < U A二、填空题1. 两金属球壳A 和B 中心相距l ，原来都不带电．现在两球壳中分别放置点电荷q 和Q ，则电荷Q 作用在q 上的电力大小为F = ．如果去掉金属壳A ，此时，电荷Q 作用在q 上的电力大小是 ．T6-1-51图ABC2. 在T6-2-2图所示的导体腔C中，放置两个导体A和B，最初它们均不带电．现设法使导体A带上正电，则这三个导体电势的大小关系为．3. 半径为r的导体球原来不带电．在离球心为R (rR>)的地方放一个点电荷q, 则该导体球的电势等于．4. 金属球壳的内外半径分别r和R, 其中心置一点电荷q, 则金属球壳的电势为．5. 一个未带电的空腔导体球壳内半径为R．在腔内离球心的距离为d处(d < R) 固定一电量为＋q的点电荷，用导线把球壳接地后，再把地线撤去，选无穷远处为电势零点，则球心O处的电势为．6. T6-2-6图所示的11张金属箔片平行排列，奇数箔联在一起作为电容器的一极，偶数箔联在一起作为电容器的另一极．如果每张箔片的面积都是S，相邻两箔片间的距离为d，箔片间都是空气．忽略边缘效应，此电容器的电容为C = ．7. T6-2-7图中所示电容器的电容321CCC、、已知，4C的值可调．当4C的值调节到A、B两点的电势相等时，=4C．8. 位于边长为l的正三角形三个顶点上的点电荷电荷量分别为q、q2和q4-，这个系统的静电能为．9. 有一半径为R的均匀带电球体, 若球体内、外电介质的电容率相等, 此时球内的静电能与球外的静电能之比为．10. 电荷q均匀分布在内外半径分别为1R和2R的球壳体内，这个电荷体系的电势能为，电场能为．11. 一平行板空气电容器, 极板面积为S, 间距为d, 接在电源上并保持电压恒定为U．若将极板距离拉开一倍, 则电容器中的静电能改变量为．12. 有一半径为R的均匀带电球体, 若球体内、外电介质的电容率相等, 此时球内的静电能与球外的静电能之比为．三、计算题1. 真空中一导体球A原来不带电．现将一点电荷q移到距导体球A的中心距离为r处，此时，导体球的电势是多少?2. 真空中一带电的导体球A半径为R．现将一点电荷q移到距导体球A的中心距离为r处，测得此时导体球的电势为零．求此导体球所带的电荷量．3. 一盖革-米勒计数管，由半径为0.1mm的长直金属丝和套在它外面的同轴金属圆筒构成，圆筒的半径为10mm．金属丝与圆筒之间充以氩气和乙醇蒸汽，其电场强度最大值为6103.4⨯V⋅m-1. 忽略边缘效应，试问金属丝与圆筒间的电压最大不能超过多少?4. 设有一电荷面密度为0(0)σ>放置一块原来不带电，有一定厚度的金属板，不计边缘效应, (1)板两面的电荷分布；(2) 把金属板接地，金属板两面的电荷又将如何分布5. 在一块无限大的接地金属板附近有一个电量为q(>0)的点电荷，它与金属板表面相距为h，求金属板表面上的感应电荷分布及感应电荷总量．6. 一平行板电容器两极板的面积都是S，其间充有N层平行介质层，它们的电容率分别为Nεεεε、、、321,厚度分别为Ndddd、、、321．忽略边缘效应，求此电容器的电容．7. 如T6-3-7图所示，一球形电容器由半径为R1的导体球和与它同心的半径为R2的导体球壳组成．导体球与球壳之间一半是空气，另一半充有电容率为ε的均匀介质．求此电容器的电容．8. 静电天平的原理如T6-3-8图所示：面积为S、相距x的空气平行板电容器下板固定，上板接到天平的一端．电容器不充电时，天平恰好处于平衡．欲称某物体的质量，可将待称物放入天平另一端，再在电容器极板上加上电压，使天平再次达到平衡．如果某次测量测得其极板上的电压值为U, 问此物的质量是多少?9. 两块面积相同的大金属平板A、B, 平行放置，板面积为S，相距d，d远小于平板的线度．今在A，B板之间插入另外一面积相同，厚度为l的金属板，三板平行．求A、B 之间的电容．10. 真空中两个同心的金属薄球壳，内外球壳的半径分别为R1和R2，(1) 试求它们所构成的电容器的电容；(2) 如果令内球壳接地，它们之间的电容又是多大?11. 已知一均匀带电球体(非导体)的半径为R，带电量为q．如果球体内外介质的电容q率均近似为ε，在半径为多大的球面空间内的电场能量为其总能量的一半?12. 半径为R 的雨点带有电量q ．现将其打破，在保持总体积不变的情况下分成完全相同的两点，并拉开到“无限远”．此系统的电能改变量是多少? 解释出现这个结果的原因．13. 一面积为S 、间隔为d 的平板电容器，最初极板间为空气，在对其充电±q 以后与电源断开，再充以电容率为ε的电介质; 求此过程中该电容器的静电能减少量．试问减少的能量到哪儿去了?14. 一种利用电容器控制绝缘油液面的装置示意如T6-3-14图，平行板电容器的极板插入油中，极板与电源以及测量用电子仪器相连．当液面高度变化时，电容器的电容值发生改变，使电容器产生充放电，从而控制电路工作．已知极板的高度为a ，油的相对电容率为εr ，试求此电容器等效相对电容率与液面高度h 的关系．15. 如T6-3-15图所示，在场强为E的均匀电场中，静止地放入一电矩为p 、转动惯量为J 的电偶极子．若电矩p与场强E 之间的夹角θ 很小，试分析电偶极子将作什么运动，并计算电偶极子从静止出发运动到p与E 方向一致时所经历的最短时间．第6章 静电场中的导体和电解质一、选择题 1. C 2. C 3. C 4. A 5. D 6. D 7. B 8. B 9. B10. A 11. A 12. B 13. C 14. C 15. D 16. D 17. A 18. D 19. A 20. A 21. B 22. A 23. D 24. A 25. B 26. B 27. C 28. C 29. A 30. D 31. C 32. D 33. B 34. C 35. B 36. C 37. C 38. B 39. C 40. B 41. D 42. B 43. D 44. B 45. B46. B 47. C 48. A 49. C 50. A 51. C 52. B 53. D二、填空题 1.20π4l qQ ε，20π4l qQε 2. 0>>>C B A U U U3. R q 0π4ε4. Rq 0π4ε 5.)11(π40Rd q -ε 6. d SNC 0ε=7. 1324C CC C =8. lq W 02π25ε-=9. 1:510. 2222121023222122131)(π40)2463(3R R R R q R R R R R R +++++ε，2222121023222122131)(π40)2463(3R R R R q R R R R R R +++++ε 11. dSU 420ε-12. 1:5 三、计算题1. 解：导体平衡时是一等势体，球的电势即球心的电势．据电势叠加原理，球心的电势等于点电荷在A 球心处的电势与导体球在球心处的电势之和 点电荷q 在导体球A 之球心处的电势为rqU q 0π4ε=设导体球A 的半径为R , 因静电感应在为⎰⎰'''='=q q A q R R q U d π41π4d 00εε 因导体球感应电荷之和为0，所以0d ='⎰'q q球心处的电势rqU U U A q 0π4ε=+=2. 解：由上题的讨论可知，球心的电势应等于点电荷在A 球心处的电势与导体球在球心处的电势以及导体球上感应电荷球心处的电势之和A6-3-1图q设导体球带电Q ，它在球心处的电势为RQU Q 0π4ε=利用上题的结果， 球心处的电势为RQr q U U U U Q A q 00π4π4εε+=++=由题意有0π4π400=+=++=RQr q U U U U Q A q εε所以，导体球的带电量Q 为q rR Q =3. 解：设金属丝单位长度上的电量为λ，由高斯定理可求得金属丝与圆筒之间离轴线r 处电场强度大小为rE ελπ2=于是，金属丝与圆筒之间的电势差为内外内外外内外内R R rE R R r r U R R R R ln ln π2d π2d ==⋅=⋅=⎰⎰ελελr E此式表明：max U 对应于m ax E ，由rE ελπ2=知m ax E 对应着内和R r =max λ (V)1098.11.010ln 103.4101.0ln363max max ⨯=⨯⨯⨯⨯==-内外内R R E R U4. 解：(1) 不计边缘效应，则金属板两相对表面均匀带电，设其上的电荷面密度分别为1σ和2σ，如A6-3-4(a)图所示．因金属板原来不带电，由电荷守恒定律有120σσ+= ①设P 点为厚板内任意一点，根据场强叠加原理及导体的静电平衡条件，可得P 点的场强应满足0222020100=-+=εσεσεσP E ② 由①、 ②两式可解得2,2201σσσσ=-=σA6-3-4(a) 图(2) 把金属板接地后，板与地成为一个导体, 达到静电平衡后两者的电势必须相等，因而金属板右表面不能带电．反证如下：设板的右表面带电，则必有电场线从金属板的正电荷发出终止 于地面（或由地面发出终止于金属板的负电荷），这样，板与地之间一定存在电势差，这与静电平衡时导体的性质相矛盾，因而不可能．设接地后，板的左表面的电荷面密度为σ，按与(1)中相同的解法，根据电场强度叠加原理和导体静电平衡条件，求得金属板内任一点处的电场强度满足022000=+εσεσ 因此0σσ-=, 即金属板接地后不仅(1)中板右表面的正电荷被来自地面的负电荷中和，而且板的左表面的负电荷也增加了一倍，这时电场全部集中在带电平面与金属板之间, 如A6-3-4(b)图所示．5. 解：接地意味着该金属板的电势与地电势同为零，为满足静电平衡条件和零电势，感应电荷只出现在金属板上与点电荷相近一侧的表面，且不均匀分布．在金属板的带电面的内、外侧选取两个无限接过的场点P '和P ，它们与点电荷相距r ，与垂足O 点相距R , 如A6-3-5图所示．设q E 和PE ''分别表示点电荷和金属表面感应电荷在P '点产生的电场强度，则根据导体的静电平衡条件，P '点的合场强为零，有0='+=''P q P E E E 即，q P E E -=''，由此得PE ''的大小为 20π4rq E Pε=''由于P 和P '分居金属板带电面两侧，位置对称，可知其面上感应电荷在此两点产生的场强也对称，即，PE ' 的大小应与P E ''的大小相等，而其方向如A6-3-5图所示．同时，由于P '和P 二者无限接近，点电荷在此两点产生的场强相同．因此，金属板外侧P 点的合场强Pq P E E E'+= , 由矢量合成图可见，合场强的大小 2/322020)(π2π42cos 2R h qhr h r q E E q P +===εεθ P E的方向垂直表面指向导体内部, 即与带电表面的外法线反向．根据静电平衡时导体表面电场强度n e Eεσ=，可得P 点处感应电荷的面密度为 2/3220)π(2R h qhE P +-=-='εσ 结果表明，金属板表面的感应电荷分布不均匀，在0=R 处，σ'的绝对值最大，在离开O 点很远处（即R →∞）感应电荷面密度趋势于零．选取以O 为中心，半径为R 到R R d +的圆环，其上的电荷为σA6-3-4(b) 图P E-=''PA6-3-5图R R q d π2d σ'='＝R R h qhRd )(2/322+-故整个表面上感应电荷的总量q R R h qhRq q q -=+-='='⎰⎰∞'2/322d )(d 即与金属板旁点电荷q 等量异号．6. 解：设电容器两极板加有电压U ，极板上的电量为Q ±．由高斯定理可得，第i 层介质内电场强度的大小为SQ D E i i i i i εεσε===极板间电压∑∑⎰⎰==-+-+===⋅=N i i iNi i i d S Q d E l E U 11d d εl E由电容器电容的定义∑===Ni iid SUQC 1ε7. 解：设想通过球心的平面将一个球形电容器分成了两个半球形的电容器，再相互并联．已知球形电容器的电容为1221π4R R R R C -=ε于是，两半球形电容器的电容分别为122100π2R R R R C -=ε， 1221π2R R R R C -=εε所求之电容为)(π2π2π2012211221122100εεεεε+-=-+-=+=R R R R R R R R R R R R C C C8. 解：设加上电压U 后电容器极板上的带电量为q ±，则电容器上极板所受的电力为Sq q qE F 02022εεσ=== 由电容定义CU q =和平板电容器dSC 0ε=可得20)(21xU S F ε=天平平衡时 mg F =所以20)(21xUS F ε=A6-3-6图A6-3-8图9. 解：方法一设A ，B 两块板分别带有+q 和-q 的电量，在题设条件下，由导体的静电平衡条件可确定，电荷均匀分布在两极板的相对表面上，其电荷面密度分别为S qS q -=-=σσ和，而插入的第三个金属板两侧表面感应带等量异号的面电荷．由无限大均匀带电平面的电场可知，金属板之间的电场强度的大小SqE 00εεσ==方向垂直于板面，而金属板内场强为零；因此A ，B 两板之间的电势差为Sl d q l d E U 0)()(ε-=-==∆ 根据电容的定义式，得ld S U qC -=∆=0ε 解法二 设所插入的金属板的左侧面与A 板相距d 1，则其右侧面与B 板相距12d l d d --=A ，B 之间的电容可看成A 与插入的金属板的左侧面之间的电容C 1和B 与插入的金属板的右侧面之间的电容C 2串联而成．由平板电容器电容公式，有202101,d SC d SC εε==由串联电容公式 Sl d S d d C C C 002121111εε-=+=+= 故A ，B 之间的电容为ld SC -=0ε两种解法结果相同．10. 解：(1) 设两球壳分别带有+Q 和-Q 的电量，由导体的静电平衡条件可知, 电荷均匀分布于球面. 因此，两球面之间的电场强度方向沿径向，大小为 20π4rQE ε=两球壳之间的电势差为)11(π4d π42102021R R Q r RQU R R -==∆⎰εε 按定义，球形电容器的电容为12210π4R R R R U QC -=∆=ε (2) 令内球壳接地，则其电势为零解法一 由于无限远电势也为零，即与内球壳等电势，故此时外金属球壳和接地内金属球壳之间的电容可看作一球形电容器1C 和一由外A6-3-9图S SA6-3-10(a)图球壳与无限大(远)球壳构成的电容器2C 二者的并联，而后一电容器的电容实际就是孤立导体球的电容，因此此时两金属球壳之间的电容为1222201221021π4π4π4R R R R R R R R C C C -=+-=+=εεε 解法二 令金属球壳带电，由于内球壳接地，它所带的电荷不可能与外球壳的电荷等量异号，而应满足一定的关系．设分别为Q 1和Q 2 ，它们各自均匀分布在两个球面上，由电势叠加原理，二同心均匀带电球面在内球面形成的电势为0π4π42021011=+=R Q R Q U εε因此1221R R Q Q -= 又两金属球壳之间的电势差为 )11(π42101R R Q U -=∆ε 此时，外球壳是电容器的一个完整的电极，它所带的电荷才是电容器所带的电量，因此按定义，电容值为)(π41212101212R R Q R R R R Q U Q U QC -⋅=∆=∆=ε 1222π4R R R -=ε 结果与解法一的相同．结果讨论： 对球形电容器，如果两球壳的间距远小于球壳的半径，即1212,R R R R R <<-=∆，则221π4π4R R R ≈，为球壳面积S ．由此电容器的电容可近似为 RSR R R R C ∆≈-=012210π4εε式中R ∆是两电极之间的距离d ， dSC 0ε=，球形电容器的电容演化为平板电容器的电容．。
材料物理性能复习题
材料物理性能复习题⼀、名词解释光⽮量：即是光波的电场强度⽮量。
双折射：当光束通过各向异性介质表⾯时，折射光会分成两束沿着不同的⽅向传播，这种由⼀束⼊射光折射后分成两束光的现象。
光轴：通过改变⼊射光的⽅向，可以发现，在晶体中存在⼀些特殊的⽅向，沿着这些⽅向传播的光不会发⽣双折射，这些特殊的⽅向称为晶体的光轴。
热膨胀：物质在加热或冷却时的热胀冷缩现象称为热膨胀。
朗伯特定律：l e I I α-=0，在介质中光强随传播距离呈指数形式衰减的规律即称为朗伯特定律。
热稳定性：指材料承受⾼温的急剧变化⽽不致破坏的能⼒，也称为抗热震性。
滞弹性：指材料在交变载荷的情况下表现为应变对应⼒的滞后特性即称为滞弹性。
应⼒感⽣有序：溶解在固溶体中孤⽴的间隙原⼦，置换原⼦，在外加应⼒时，这些原⼦所处的位置的能量即出现差异，因⽽原⼦要发⽣重新分布，即产⽣有序排列，这种由于应⼒引起的原⼦偏离⽆序状态分布叫应⼒感⽣有序。
穆斯堡⽿效应：固体中的⽆反冲核共振吸收即为穆斯堡尔效应。
⾼分⼦的分⼦结构：指除具有低分⼦化合物所具有的，如同分异构、⼏何异构、旋光异构等结构特征之外，还有⾼分⼦量，通常由103~105个结构单元组成的众多结构特点。
⾼分⼦的聚集态结构：是指⼤分⼦堆砌、排列的形式和结构。
均⽅末端距：是描述⾼分⼦链的形状和⼤⼩时采⽤末端距的2次⽅的平均值，⽤r 2表⽰，称为均⽅末端距。
⼆、填空题1、下图为聚合物的蠕变和回复曲线，可见⼀个聚合物材料的总形变是三种形变之和，其中ε1为普弹形变、ε2为⾼弹形变、ε3为粘性流动。
2、从微观上分析，光⼦与固体材料相互作⽤的两种重要结果是：电⼦极化和电⼦能态转变3、在光的⾮弹性散射光谱中，出现在瑞利线低频侧的散射线统称为斯托克斯线，⽽在瑞利线⾼频侧的散射线统称为反斯托克斯线。
4、掺杂在各种基质中的三价稀⼟离⼦，它们产⽣光学跃迁的是4f 电⼦。
5、红宝⽯是历史上⾸先获得的激光材料，它的发光中⼼是C r 3+ 离⼦。
.电介质材料
2. 电容器纸的浸渍
图中，Cc、Cg分别为由纤维素及气隙极化形成的电容量； x为气 隙在纸中所占的体积分数。由此可根据串联等效电路表示出浸渍 液体介质后纸的总介电常数： f f
pl
1 x x f 1 f 1 x 1 1
§ 6.1.3 电解电容器介质
其次．作为电极的金属，因在电解槽中形成的氧化膜具有单 向导电性，故被称为“阀金属”，如铝、钽、铌等。阀金属在电 解过程中乃至在工作时接正极，为元件的阳极。为了使电容量值 进一步加大，常将阀金属活化——进行腐蚀。
第三．电解电容器的另一电极为与氧化膜相接触的电解质 （一般为液体或半液体）称为阴极。因为电解质与氧化膜能良好 接触，从而具有较高的击穿电场强度。此时再用另一金属与电解 质接触作为引出端，该引出金属起“集电极”的作用。 由于氧化膜结构具有不完整性，表面上存在疵点、裂纹和空洞， 从而使漏电流较大（可达 1mA 以上），绝缘电阻较低 ( 可低于 1MΩ) 。 又因为电解质或半导体阴极电阻值较高，从而使电容的总损耗角正切 值偏高，并具有 tanδ值的频率、温度不稳定性，且老化特性较差。 上述不足之处，在钽电解电容器中得到明显改善。
超级电容器结构框图
§ 6-1 电容器介质材料
于是，从传统静电电容器到电解电容器再 发展到超大容量电化学离子电容器，其中的电 极化或电荷迁移载体，发生了从纯电介质到阀 金属氧化物，再到具有离子输运特点的电介质 的变化。
§ 6-1 电容器介质材料
电容器的电介质材料主要有四个方面要求： 第一，为达到高比容量的目的，应采用介电常数ε值尽 可能高的材料。 第二，为了保证电容器具有纯容抗，即避免因极化过程 造成能量损耗，导致产生热量，要求具有尽可能低的损 耗角正切值，特别要求在高工频率或脉冲条件使用时， tanδ值低。 第三，电容器电介质还应具有高的绝缘电阻值，并保证 电阻值在不同频率与温度条件下尽可能稳定，避免因为 杂质的分解和材料的老化引起绝缘电阻值下降。 第四，要求电介质具有高的击穿电场强度。
高电压复习题
高电压复习题一,填空题:1 电介质按物理状态分气体绝缘,固体绝缘,液体绝缘,组合绝缘.2 电介质按化学结构分:有机绝缘,无机绝缘.3 电介质按耐热等级分:O,A,E,B,F,H,C七级绝缘.4 电介质按所属设备分:电容器,电缆,互感器,短路器,变压器,电机绝缘.5 电介质基本性能包括介电性能极化,损耗,绝缘,绝缘强度.6 电介质的力学性能包括应变,模量,强度.7 电介质的热学性能包括热容量,比热容,热导率,热膨胀.8 电介质的极化形式包括电子式极化,离子式极化,偶极子极化,夹层极化.9 电介质的极化性能用介电系数表征.10电介质的损耗性能用损耗介质损失角正切值表征.11电介质的绝缘电阻性能用电导率表征.12电介质的绝缘强度性能用击穿场强表征.13固体电介质电导包括表面电导和体积电导.14电介质的老化包括热老化,大气老化,电老化,特殊老化.15大气老化包括光氧化老化,臭氧老化,化学老化,受潮老化.16电老化包括电晕放电或局部放电老化,电弧老化,树枝化老化,电化学老化.17特殊老化包括微生物老化,疲劳劣化.18大气老化包括光氧化老化,臭氧老化,化学老化,受潮老化.19按电介质分子电结构不同,可分为无极分子和有极分子.1,带电离子的产生主要有碰撞电离,光电离,热电离,表面电离等方式.2,气体中带电粒子的消失主要有中和,扩散,复合等方式.3,气体放电想象包括击穿和闪络两种现象.4,固体绝缘丧失绝缘功能有两种可能,分别是固体介质本身的击穿和沿着固体介质表面发生闪络.5,绝缘子的污闪是一个复杂的过程,通常可分为积污,受潮,干区形成,局部电弧的出现和发展等四个阶段.6,爬电比距λ指外绝缘"相—地"之间的爬电距离(cm) 与系统最高工作(线)电压(kv,有效值)之比.7,气体放电一般包括击穿和闪络两种现象.8,常见的气体放电主要包括辉光放电, 火花放电, 电弧放电, 电晕放电, 刷状放电.9,用作内绝缘的固体介质常见的有绝缘纸,纸板,云母,塑料等.1,按绝缘缺陷存在的形态而言,绝缘缺陷可分为集中性缺陷,分散性缺陷两大类.2,绝缘老化的因素主要有电介质的热老化,电介质的电老化,其他影响因素等因素. 3,测量tgδ常用高压交流平衡电桥(西林电桥),不平衡电桥(介质试验器)或低功率因数瓦特表来测量.4,测量局部放电试验的内容包括测量视在放电量,放电重复律,局部放电起始电压和熄灭电压,甚至大致确定放电的具体位置.5,局部放电检测分可分为电气检测和非电检测.6,非电气检测主要有噪声检测法,光检测法,化学分析法.7,电气检测法主要有脉冲电流法,介质损耗法.8,用脉冲电流法测量局部放电的视在放电量,有并联,串联,桥式测量回路三种基本试验回路.1,与非破坏性试验相比,绝缘的高电压试验具有直观,可信度高,要求严格等特点.2,高压试验变压器按照高压套管的数量,可将试验变压器分为单套管式,双套管式两类.3,工频高压试验的常用的调压供电装置有:自耦变压器,感应调压器,移卷调压器,电动-发电机组.4,高压试验室中通常采用将工频高电压经高压整流器而变换成直流高压,利用倍压整流原理制成的直流高压串级装置来产生更高的直流试验电压.5,220kv及以下的高压电气设备所用的标准操作冲击电压波及其产生方法可分为非周期性双指数冲击长波,衰减振荡波两大类.6,交流峰值电压表按工作原理可分利用整流电容电流来测量交流高压,利用电容器充电电压来测量交流高压两类.7,确定球隙或其他自恢复绝缘的50%冲击放电电压的方法有多级法,升降法等方法. 8,高压分压器按照用途分可以分为交流高压分压器,直流高压分压器, 冲击高压分压器.9,高压分压器按照分压元件可以分为电阻分压器,电容分压器,阻容分压器.10,阻容分压器按阻尼电阻的接法不同,发展出两种阻容分压器,即串联阻容分压器和并联阻容分压器.11,高压脉冲示波器的基本组成包括高压示波管,电源单元,射线控制单元,扫描单元,标定单元.12,高电压数字测量系统由硬件和软件两大部分组成.1,在实际的线路上,常常会遇到线路均匀性遭受破坏的情况.均匀性开始遭受破坏的点可成为节点,当行波投射到节点时,必然会出现电压,电流,能量重新调整分配的过程,即在节点处发生行波的折射和反射的现象.2,线路末端开路时,结果是使线路末端电压上升到入射波的两倍.3,冲击电晕会对导线波过程产生导线波阻抗减小,波速减小,耦合系数增大,引起波的衰减与变形等多方面的影响.4,变压器绕组中的波过程与绕组的接法,中性点接地方式,进波情况三个因素有很大的关系.5,变压器的内部保护包括两个思想:减弱振荡和使绕组的绝缘结构与过电压的分布状况相适应.6,变压器绕组之间的感应过电压包括静电感应电压和电磁感应电压.1,从雷电过电压的计算和防雷设计的角度来看,值得注意的雷电参数主要有雷电活动频度—雷暴日及雷暴小时,地面落雷密度(γ)和雷击选择性,雷道波阻抗(Z0),雷电的极性,雷电流幅值(I),雷电流的波前时间,陡度及波长,雷电流的计算波形,雷电的多重放电次数及总延续时间,放电能量.2,雷电流的计算波形常用的有双指数波,斜角波,斜角平顶,半余弦波几种计算波形.3,在电力系统中实际采用的防雷保护装置主要有:避雷针,避雷器,保护间隙,各种避雷器,防雷接地,电抗线圈,电容器组,消弧线圈,自动重合闸等等.4,避雷器按其发展历史和保护性能可分为:保护间隙,管式避雷器,普通阀式避雷器,磁吹避雷器,金属氧化物避雷器等类型.5,电力系统中的接地可分为工作接地,保护接地,防雷接地三类.1,输电线路防雷保护的根本目的是尽可能的减少线路雷害事故的次数和损失.2,为了表示一条线路的耐雷性能和所采用防雷措施的效果,通常采用的指标有耐雷水平和雷击跳闸率.3,现代输电线路上所采用的各种防雷保护措施主要有避雷线(架空地线), 降低杆塔接地电阻,加强线路绝缘,耦合地线,消弧线圈,管式避雷器, 不平衡绝缘,自动重合闸. 4,提高线路耐雷水平和减少反击概率的主要措施是降低杆塔接地电阻.5,线路落雷按雷击点的不同而区分为绕击导线,雷击档距中央的避雷线,雷击档距中央的避雷线三种情况.6,变电所中出现的雷电过电压有雷电直击变电所,沿输电线路入侵的雷电过电压波两个来源.7,按照安装方式的不同,可将避雷针分为独立避雷针和装设在配电装置构架上的避雷针两类.8.变电所的直击雷防护设计内容主要有选择避雷针的支数,高度,装设位置,验算它们的保护范围,应有的接地电阻,防雷接地装置设计等.9,阀式避雷器的保护作用主要是限制过电压波的幅值.三,简答题1,气体击穿:气体由绝缘状态变为导电状态的现象称为击穿.2,沿面闪络:若气体间隙存在固体或液体电介质,由于固体和液体的交界面处是绝缘薄弱环节,击穿常常发生在固体和液体的交界面上,这种现象称为沿面闪络.3,气体击穿:气体由绝缘状态变为导电状态的现象称为击穿.4,沿面闪络:若气体间隙存在固体或液体电介质,由于固体和液体的交界面处是绝缘薄弱环节,击穿常常发生在固体和液体的交界面上,这种现象称为沿面闪络.5,辉光放电:当气体电压较低,放电回路电源功率较小,外施电压增到一定值时,气体间隙突然放电并使整个间隙发亮,这种放电形式称为辉光放电.6,火花放电:放电间隙反复击穿时,在气体间隙中形成贯通两极的断断续续的不稳定的明亮细线状火花,这种放电形式称为火花放电.7,电弧放电:若放电回路阻抗较小,电源容量又大,气体间隙一旦放电电流极大,放电间隙温度极高,放电通道发出耀眼的光亮,这种放电形式称为电弧放电.8,电晕放电:若构成气体间隙的电极曲率半径很小,或电极间距离很大,当电压升到一定数值时,将在电场非常集中的尖端电极处发生局部的类似月亮晕光的光层,这时用仪表可观测到放电电流.随着电压的增高,晕光层逐渐扩大,放电电流也增大,这种放电形式称为电晕放电.9,刷状放电:在电晕放电的条件,电压升的更高,则在电晕电极上伸出许多类似刷状的放电火花,放电电流虽比电晕电流大的多,但电流仍局限在电极附近的区域内,没有贯穿两极,间隙也能承受电压的作用,这种放电形式称为刷状放电.10,游离过程吸收能量产生电子等带电质点,不利于绝缘;复合过程放出能量,使带电质点减少消失,有利于绝缘.两种过程在气体中同时存在,条件不同,强弱程度不同.游离主要发生在强电场区,高能量区;复合发生在低电场,低能量区.11,非自持放电:需要依靠外界游离因素支持的放电称为非自持放电.12,自持放电:即使外界游离因素不存在,间隙放电仅依靠电场作用即可继续进行的放电,称为自持放电.15,⑴撞击粒子的动能>被撞粒子的电离能|⑵一定的相互作用的时间和条件通过复杂的电磁力的相互作用达到两粒子间能量转换16,(1)足够大的电场强度或足够高的电压.(2)在气隙中存在能引起电子崩并导致流柱和主放电的有效电子.(3)需要有一定的时间,让放电得以逐步发展并完成击穿.20,(1)固体介质材料主要取决于该材料的亲水性或憎水性.(2)电场型式同样的表面闪络距离下均匀与稍不均匀电场闪络电压最高.界面电场主要为强切线分量的极不均匀电场中,闪络电压比同样距离的纯空气间隙的击穿电压低的较少强垂直分量极不均匀电场则低得很多.21,主要是增大极间距离,防止或推迟滑闪放电.22,(1)固体介质与电极表面接触不良,存在小气隙.小气隙中的电场强度很大,首先发生放电,所产生的带电粒子眼固体介质表面移动,畸变了原有电场.可采用在固体介质表面喷吐导电粉末的办法消除.(2)大气的湿度影响.大气中的潮气吸附在固体介质表面形成水膜,其中的离子受电场的驱动而沿着介质表面移动,降低了闪落电压.与固体介质吸附水分的性能也有关.(3)固体介质表面电阻的不均匀和表面的粗糙不平也会造成沿面电场畸变.23,(1)调整爬距(增大泄露距离)(2)定期或不定期的清扫.(3)涂料(4)半导体釉绝缘子(5)新型合成绝缘子24,(1)重量轻(仅相当于瓷绝缘子的1/10左右).(2)抗弯,抗拉,耐冲击附和等机械性能都很好.(3)电气绝缘性能好,特别是在严重污染和大气潮湿的情况下性能十分优异;(4)耐电弧性能也很好.价格昂贵,老化等问题是影响它获得更大推广的问题.随着材料工艺的进步这种绝缘子必将获得越来越多的采用.25,等值的方法:把表面沉积的污秽刮下,溶于300ml蒸馏水,测出其在20℃水温时的电导率;然后在另一杯20℃,300ml的蒸馏水中加入NaCl,直到其电导率等于混合盐溶液的电导率时,所加入的NaCl毫克数,即为等值盐量,再除以绝缘子的表面积,即可得出"等值盐密" ( mg/cm2 ) .练习三二,判断题:1,电气设备绝缘预防性试验主要是对各种电气设备的绝缘定期进行检查和监督,以便及早发现绝缘缺陷,及时更换或修复,防患于未然.( √ ) 2,集中性缺陷指的是如绝缘子瓷体内的裂缝,发电机定子绝缘因挤压磨损而出现的局部破损,电缆绝缘层内存在的气泡等.( √ )3,绝缘的老化指电气设备的绝缘在长期运行过程中会发生一系列物理变化和化学变化致使其电气,机械及其他性能逐渐劣化.( √ ) 4,吸收比用来检测绝缘是否严重受潮或存在局部缺陷.( √ )5,吸收比指的是电流衰减过程中的两个瞬间测得的两个电流值或两个相应的绝缘电阻值之比.( √ )6,绝缘电阻:在绝缘上施加一直流电压U时,此电压与出现的电流I 之比,通常绝缘电阻都是指稳态电阻.( √ )7,测量tgδ值是判断电气设备绝缘状态的一项灵敏有效的方法.( √ ) 8,西林电桥只允许反接线的情况.( × )9,测定电气设备在不同电压下的局部放电强度和发展趋势,就能判断绝缘内是否存在局部缺陷以及介质老化的速度和目前的状态.( √ ) 10,局部放电的测量是确定产品质量和进行绝缘预防性试验的重要项目之一.( √ )三,简答题:1,绝缘预防性试验的主要目的是什么当绝缘内部出现缺陷后,就会在设备的电气特性上反映出来,通过测量这些特性的变化发现隐藏的缺陷,然后采取措施消除隐患.2,电介质的电老化引起的损坏的原因有哪些(1)放电产生的电电粒子不断撞击绝缘引起破坏.(2)放电能量有一部分转变为热能,热量无法散出使绝缘温度升高产生裂解.(3)局部放电区,强烈的离子复合产生高能辐射线,引起材料分解.(4)气隙中含有的氧和氮在放电条件下可产生强氧化剂和腐蚀剂臭氧和硝酸,使材料发生化学变化.3,泄露电流测量的特点有哪些(1)加在试品上的直流高压比兆欧表的工作电压高得多,能发现兆欧表所不能发现的某些缺陷.如:分别在20kv和40kv电压下测量额定电压为35kv及以上变压器的泄露电流值,能相当灵敏的发现瓷套开裂,绝缘纸桶沿面炭化,变压器油劣化及内部受潮等缺陷.(2)由于施加在试品上的直流高压是逐渐增大的,所以可以在升压过程中监视泄露电流的增长动向.4,tgδ有什么意义能反映绝缘的整体性缺陷和小电容试品中的局部性缺陷.由tgδ随电压而变化的曲线,可判断绝缘是否受潮,含有气泡及老化的程度.但不能灵敏的反映大容量发电机,变压器和电力电缆绝缘中的局限性缺陷,这时应尽可能将这些设备分解,分别测量它们的tgδ.5,tgδ测量的影响因素有哪些(1)界电磁场的干扰影响:一种是由于存在杂散电容,另一种是由于交变磁场感应出干扰磁场.消除方法:将电桥的低压臂和检流计用金属网和屏蔽电缆线加以屏蔽.(2)温度的影响: 一般tgδ随温度的增高而增大(3)试验电压的影响:a,良好绝缘在额定电压下, tgδ值几乎不变.b,若绝缘存在空隙或气泡时,当所加电压尚不足以使气泡电离时,其tgδ与良好绝缘时无差别,但若所加电压能引起气泡电离或发生局部放电时, tgδ随U的升高而迅速增大,电压回落时电离要比电压上升时更强一些,因而会出现闭环曲线.c,如果绝缘受潮,则电压较低时,tgδ就已经相当大,电压升高时,tgδ更将急剧增大;电压回落时, tgδ也要比电压上升时更大一些, 因而形成了不闭合的分叉曲线.(4)试品电容量的影响:对于电容量较小的试品,测量tgδ能有效的发现局部集中性缺陷和整体分布性缺陷.但对电容量较大的试品,测量tgδ只能发现整体分布性缺陷,此时要把它分解成几个彼此绝缘部分的被试品,分别测量各部分的tgδ值,能有效的发现缺陷.(5)试品表面泄漏的影响:由于试品表面泄漏电阻总是与试品等值电阻Rx相并联,所以会影响tgδ值.为了排除或减小这种影响,在测试前应清除绝缘表面的积污和水分,必要时还可以在绝缘表面上装设屏蔽极.6,表征局部放电的参数有哪些(1)放电重复率(N):也称脉冲重复率,是在选定的时间间隔内测得的每秒发生放电脉冲的平均次数,表示局部放电的出现频率.与外加电压的大小有关,外加电压增大时,放电次数也随之增多.(2)放电能量(W):通常指一次局部放电所消耗的能量.(3)其它参数:平均放电电流,放电的均方率,放电功率,局部放电起始电压(即Ui)和局部放电熄灭电压.7,简述化学分析法化学分析法用气相色谱仪对绝缘油中溶解的气体进行色谱分析.通过分析绝缘油中溶解气体的成分和含量,能够判断设备内部隐藏的缺陷类型.优点:能发现充油电气设备中一些用其他试验方法不易发现的局部性缺陷(包括局部放电).8,介质损耗法有何优缺点特点:无须添加专用的测量仪器,操作方便.缺点是灵敏度比上法低,tgδ-U关系曲线受影响因素多.9,简述"三比较"的方法主要内容.(1)与同类型设备比较,若试验结果差别悬殊在可能存在问题.(2)在同一设备的三相试验结果之间进行比较,若有一相结果相差达50%以上时,该相可能存在问题.(3)与该设备技术档案中的历年试验所得数据做比较,若性能指标有明显下降,则可能出现新缺陷.练习四一,填空题:二,判断题:1,与非破坏性试验相比,绝缘的高电压试验具有直观,可信度高,要求严格等特点,但因它具有破坏性的性质,所以一般都放在非破坏性试验项目合格通过之后进行.( √ )2,球隙测压器是唯一能直接测量高达数兆伏的各类高电压峰值的测量装置.( √ )3,当被测电压很高时,无法直接测量电压,此时要采用高压分压器来分出一小部分电压,然后利用静电电压表,峰值电压表,高压脉冲示波器等测量仪器进行测量.( √ )4,国际国家标准规定高电压测量误差在±5%以内.( × )5,一般来讲,都将绝缘的高电压试验放在非破坏性试验项目合格通过之后进行.以避免或减少不必要的损失.( √ )三,简答题:1,高压试验变压器有何特点⑴试验变压器的绝缘裕度不需要取很大,但要严格防止和限制过电压的出现.⑵试验变压器的容量一般不大.⑶由于试验变压器的额定电压很高而容量不大,因而的油箱本体不大,而其高压套管又长又大,这是它外观的一大特点.⑷试验变压器连续运行时间不长,发热较轻,因而不需要复杂的冷却系统,但由于试验变压器的绝缘裕度小,散热条件差,所以一般在额定电压或额定功率下只能做短时运行.⑸与电力变压器相比,试验变压器的漏抗较大,短路电流较小,因而可降低绕组机械强度方面的要求,节省费用.⑹试验变压器所输出的电压应尽可能是正,负半波对称的正弦波形,实际上很难作到,一般采取以下措施:①采用优质铁心材料.②采用较小的设计磁通密度.③选用适宜的调压供电装置.④在试验变压器的低压侧跨接若干滤波器.2,工频耐压试验的实施方法是什么按规定的升压速度提升作用在被试品TO上的电压,直到等于所需的试验电压Ut为止,开始记时一分钟,若在这期间没有发现绝缘的击穿或局部损伤,即可认为该试品工频耐压试验合格通过.3,高压整流器最主要的技术参数有哪些⑴额定整流电流:指通过整流器的正向电流在一个周期内的平均值.⑵额定反峰电压:当整流器阻断时,其两端容许出现的最高反向电压峰值.4,直流耐压试验有哪些特点⑴试验设备的容量较小.⑵试验同时可测量泄漏电流,由"电压-电流"曲线能显示,绝缘内部的集中性缺陷或受潮.⑶用于旋转电机时,能使电机定子绕组的端部绝缘也受到较高电压作用,有利于发现端部绝缘中的缺陷.⑷在直流高压下,局部放电较弱,不会加快有机绝缘材料的分解或老化变质,在某种程度上带有非破坏性试验的性质.⑸在直流试验电压下,绝缘内的电压分布由电导决定,因而与交流运行电压下的电压分布不同,所以它对交流电气设备绝缘的考验不如交流耐压试验那样接近实际.5,选择发生非周期性双指数冲击长波发生器时应考虑哪些问题国家标准规定的标准波形为250/2500μs,它适合于进行各种气隙的操作冲击击穿试验,这种操作冲击波通常利用现成的冲击电压发生器来产生.选择发生器的电路形式和元件参数时,要考虑:⑴为了拉长波前,或在回路中串接外加电感L,或将电路中的R1的阻值显著增大,但都会使发生器的效率降低,所以更要用高效回路.⑵在进行操作波回路参数计算时,要注意①不能用前面雷电波的近似计算法来计算操作波参数,否则会有很大误差②要考虑充电电阻R对波形和发生器效率的影响.6,高压静电电压表的原理是什么在两个特定的电极间加电压u,电极间就会受到静电力f的作用,而且f的大小和u的数值有固定关系,因而测量f的大小或他引起的可动极板的位移或偏转就能确定所加电压u的大小.7,球隙测压器的优点有哪些球隙中的电场在极间距离不大(d/D≤0.75)时为稍不均匀电场,与其他不均匀电场相比有下列优点:⑴击穿时延小伏秒特性在1μs左右即已变平,放电电压的分散性小,具有稳定的放电电压值和较高的测量精度.⑵稍不均匀电场的冲击系数β≈1,它的50%冲击放电电压与静态放电电压的幅值几乎相等,可以合用同一张放电电压表格或同样的放电电压特性曲线.⑶由于湿度对稍不均匀电场的放电电压影响较小,因而采用球隙来测量电压可以不必对湿度进行校正.8,确定球隙或其他自恢复绝缘的50%冲击放电电压的多极法根据试验需要,或固定电压值,逐级调节球隙距离;或固定球隙距离,逐级改变所加冲击电压的幅值.通常取级差等于预估值的2%左右,每级施加电压的次数不少于6次,求得此时的近似放电概率P,做4～5级,可得放电概率与所加电压U(或球隙距离d)的关系曲线,从而得到P=50%时的U50%(或d50%).9,对高压分压器的技术要求有哪些①分压比的准确度和稳定性(幅值误差要小)②分出的电压与被测高电压波形的相似性(波形畸变要小)10,高压脉冲示波器具有哪些特点①加速电压高②射线开放时间短③各部分协同工作的要求高④扫描电压多样化10,新型冲击电压数字测量系统近年来,由于电子技术和计算机工业的迅速发展,传统的高压脉冲示。
介电材料
• （1）高的体积电阻率（室温下大于1012Ωm）和高介电强 度（>104kVm－1），以减少漏导损耗和承受较高的电压。
• （2）高频电场下的介电损耗要小（tanδ一般在2×10－4～ 9×10－3范围内）。介电损耗大，会造成材料发热，使整机 温度升高，影响工作。另外，还可能造成一系列附加的衰 减现象。
第一章
电介质陶瓷
第一节 电介质陶瓷
• 电介质陶瓷是指电阻率大于108Ωm的陶瓷材料，能承受较强 的电场而不被击穿。按其在电场中的极化特性，可分为电绝缘 陶瓷和电容器陶瓷。随着材料科学的发展，在这类材料中又相 继发现了压电、铁电和热释电等性能，因此电介质陶瓷作为功 能陶瓷又在传感、电声和电光技术等领域得到广泛应用。
2、滑石的相变 120~200℃，脱去吸附水 1000℃，脱去结构水，转变为偏硅酸镁
3MgO 4SiO2 H 2O 3(MgO SiO2 ) SiO2 H 2O
1557℃，再次失去Si，生成镁橄榄石
2(MgO SiO2 ) 2MgO SiO2 SiO2
§ 1-2 典型低介装置瓷
• （ 3）机械强度要高，因为装置瓷在使用时，一般都要承 受较大的机械负荷。通常抗弯强度为 45～300Mpa，抗压 强度为400～2000Mpa。 • （4）良好的化学稳定性，能耐风化、耐水、耐化学腐蚀， 不致性能老化。
陶瓷基片
电子用陶瓷零件
陶瓷封装
• 电绝缘陶瓷材料按化学组成分为氧化物系和非氧化物系两 大类。氧化物系主要有Al2O3和MgO等电绝缘陶瓷，非氧 化物系主要有氮化物陶瓷，如Si3N4、BN、AlN等。大量 应用的主要有以下几个多元系统陶瓷：
• BaO-Al2O3-SiO2 系统； Al2O3-SiO2 系统； MgO- Al2O3-SiO2 系统；CaO- Al2O3-SiO2系统；ZrO2- Al2O3-SiO2系统。
项目十 电工材料基本知识
如轴承型号6309：
深沟球轴承 6 ：深沟球轴承代号 3 ：尺寸代号（直径） 09：轴承内径（mm，4以上乘以5倍）
试题选解：
1、机座中心高度200mm的Y系列电动机所用轴承型号是6213，
其内径是（ 65）毫米。
（ √ ）2、我国新采用的滚动轴承代号方法，由基本代号、
前置代号、后置代号三部分构成。规定用字母加数 字来表示滚动轴承的结构、尺寸、公差等级、技术 性能等征。
电动机。 钠基润滑脂（ZN）：耐热性好，耐水性差。 适用于：较高温度、清洁、无水分条件下的开启式电动机。
锂基润滑脂（ZL）：耐热性、耐水性都好。 适用于：高温、高速且与水接触的电动机。
复合铝基润滑脂（ZFU）：耐热性、耐水性都好。 适用于：高温环境、有水接触及严重水分条件下的开启式
及封闭式电动机。
试题选解：
铝绞线（LJ）
试题选解：
硬铜裸绞线 （TJ）
D
1、长距离架空输电线路可选导线的型号是（ ）。 （A） TJ
硬圆铜线（ＴＹ） 圆 软圆铜线（ＴＲ）
线
硬圆铝线（ＬＹ） 软圆铝线（ＬＹ）
裸铜电刷线（ＴＳ）
软 接
软裸铜编织线（ＴＲＺ）
线
软铜编织畜电池线（ＱＣ）
扁线（ＴＢＹ、ＴＢＲ、ＬＢＹ、ＬＢＲ）
铜带（ＴＤＹ、ＴＤＲ）
允许温度 90 105 120 130 155 180 180
（°C）
以上
试题选解：
3、Y系列电动机铭牌上标明是B级绝缘，所使用绝缘材料的最高允许温
度为（ ）℃。D
A、90 B、180 C、120 D、130
4、 Y系列电动机B级绝缘，可选作电机槽绝缘及衬垫绝缘的材料为( )。
((AB))青青壳壳纸纸聚加D脂黄薄腊膜布复合箔
高电压复习题
1、电介质在电气设备中是作为绝缘材料使用的，按其物质形态，可分为 气体介质 、 液体介质 和 固体介质 。
2、带点粒子的产生产生带点粒子的物理过程称为电离，它是气体放电的首要前提。
（如有图所示）3、当电子与气体分子碰撞时，不但有可能引起碰撞电离而产生出正离子和新电子，而且也可能会发生 电子 与 中性分子 相结合而形成负离子的情况，这种过程称为 附着 。
4、 带电粒子的消失可分为一下几种情况：① 带电粒子在电场的驱动下作定向运动，在到达电机时，消失于电机上而形成外电路中的电流； ② 带电粒子因扩散现象而逸出气体放电空间； ③ 带电粒子的复合5、设外界电离因子在阴极附近产生了一个初始电子，如果空间的电场强度足够大，该电子在向阳极运动时就会引起碰撞电离，产生出一个新电子，初始电子和新电子继续向阳极运动，又会引起新的碰撞电离，产生出更多的电子。
依次类推，电子数将按几何数不断增多，就像雪崩类似地发展，因而这种急剧增大的空间电子流被称为 电子崩 。
6、自持放电： 如果电压（电场强度）足够大，初始电子崩中的正离子能在阴极上产生出来的新电子数等于或大于0n ，那么即使除去外界电离因子的作用（0 0n 00==I ，），放电也不会停止，即：放电仅仅依靠已经产生出来的电子和正离子就能维持下去，这就是自持放电。
7、电离强度和发展速度远大于初始电子崩的新放电区以及它们不断汇入初崩通道的过程称为 流注 。
流注理论认为： 在初期阶段，气体放电以碰撞电离和电子崩的形式出现，但当电子崩发展到一定程度后，某一初始电子崩的头部积累到足够数量的空间电荷，就会引起新的强电离和二次电子崩，这种强烈的电离和二次电子崩是由于空间电荷使局部电场大大增强以及发生空间光电离的结果，这时放电即转入新的流注阶段。
流注的特点是电离强度很大和传播速度很快，出现流注后，放电便获得独立继续发展的能力，而不在依赖外界电离因子的作用，可见这时出现流注的条件也就是自持放电条件。
材料物理性能考试重点
篇一：材料物理性能考试重点、复习题1. 格波：在晶格中存在着角频率为ω的平面波，是晶格中的所有原子以相同频率振动而成的波，或某一个原子在平衡附近的振动以波的形式在晶体中传播形成的波。
2. 色散关系：频率和波矢的关系3. 声子：晶格振动中的独立简谐振子的能量量子4. 热容：是分子或原子热运动的能量随温度而变化的物理量，其定义是物体温度升高1K所需要增加的能量。
5. 两个关于晶体热容的经验定律：一是元素的热容定律----杜隆-珀替定律：恒压下元素的原子热容为25J/(K*mol);另一个是化合物的热容定律-----奈曼-柯普定律：化合物分子热容等于构成此化合物各元素原子热容之和。
6. 热膨胀：物体的体积或长度随温度的升高而增大的现象称为热膨胀7. 固体材料热膨胀机理：材料的热膨胀是由于原子间距增大的结果，而原子间距是指晶格结点上原子振动的平衡位置间的距离。
材料温度一定时，原子虽然振动，但它平衡位置保持不变，材料就不会因温度升高而发生膨胀；而温度升高时，会导致原子间距增大。
8. 温度对热导率的影响：在温度不太高时，材料中主要以声子热导为主,决定热导率的因素有材料的热容C、声子的平均速度V和声子的平均自由程L,其中v通常可以看作常数,只有在温度较高时,介质的弹性模量下降导致V减小。
材料声子热容C在低温下与温度T3成正比。
声子平均自由程V随温度的变化类似于气体分子运动中的情况，随温度升高而降低。
实验表明在低温下L值的变化不大，其上限为晶粒的线度，下限为晶格间距。
在极低温度时，声子平均自由程接近或达到其上限值—晶粒的直径；声子的热容C则与T3成正比；在此范围内光子热导可以忽略不计，因此晶体的热导率与温度的三次方成正比例关系。
在较低温度时，声子的平均自由程L随温度升高而减小，声子的热容C仍与T3成正比，光子热导仍然极小，可以忽略不计，此时与L相比C对声子热导率的影响更大,因此在此范围内热导率仍然随温度升高而增大,但变化率减小。
电工材料导电材料
温度不宜超过110℃，短期工作温度不宜超过300℃。 （4）耐蚀性
在干燥的空气中，铜几乎不氧化（室温），温度升高生成 黑色氧化铜 但特定环境下也可能加速腐蚀
3.铜合金
在电气仪表中，有些特殊零件除要求具有良 好的导电性能以外，还要求有较高的机械强度、 弹性和韧性。有的还要求在工作环境温度变化的 情况下具有一定的稳定性。这些性能要求纯铜无 法满足，常需要铜合金来代替纯铜，但其电导率 比纯铜稍有降低。铜合金主要品种有银铜，铬铜、 镉铜、锆铜、铍铜、钛铜以及镍铜类。
最常用的三种金属导电材料：铜、铝、铁，它们 的主要用途是制造电线电缆。
5
表 1 常用金属材料性能表
—、铜及铜合金
1.导电用铜的品种、成分和主要用途 纯铜外观呈紫红色，一般称为紫铜，密度
8.9g/cm3,具有良好的导电性能（电导率仅次于 银），质量越好导电性越好；还具有良好的导热性， 仅次于银和金（热阻系数仅大于银和金）；具有一 定机械强度，良好的耐腐蚀性，无底温脆性，易于 焊接；塑性强，便于对其进行各种冷、热压力加工。
导电用铜通常选用含铜量为99.90％的工业纯 铜，在特殊要求下，可选用无氧铜或无磁性高纯铜。
类别 普通纯铜
无氧铜
品种
代号 含铜量（％） 主要用途 不小于
一号铜
T1 99.95
用于各种电线、电缆用 导体
二号铜
T2 99.90
仪器仪表开关中一般导 电零件
一号无氧铜 Tu1 二号无氧铜 Tu2
99.97 99.95
目前推广使用的导电材 料，在架空线路、照明 线路、动力线路、汇流 排、变压器和中小电动 机的线圈中广泛使用
三、复合金属
电子材料复习题3及答案
1.金属、半导体、绝缘体是如何区分的？答：它们分为良导体电阻率ρ≤10-6Ω×m ，绝缘体电阻率ρ≈1012—1022Ω×m ，介于这两者之间的半导。
2.常见的半导体材料有哪些？列出三种以上 答：，硅 锗 砷化镓 3.从能带理论解释半导体材料的导电性，并说明其与导体和半导体的不同点。
答：半导体价带被电子填满，而导带被空穴填满。
受到激发时，电子能够从导带的低能级跃迁到高能级，形成导电现象。
导体价带被填满，而最外层电子为自由电子，填充导带，且金属的禁带宽度小于半导体的，因此电子可以从能级比较低的导带跃迁到能级比较高的导带，形成导电现象。
4.什么是本征半导体？什么是掺杂半导体？各有什么特点？ 答：本征半导体即不含任何杂质的纯净半导体，其纯度在99.999999%以上。
特点：价电子不易挣脱原子核束缚而成为自由电子，本征半导体导电能力较差，空穴与电子是成对出现。
当半导体被掺入杂质时，半导体变成非本征的，也称杂质半导体，特点：半导体导电性大大增强。
5.请以硅为例，叙述本征半导体的导电过程答：从外界获得能量，价电子就会挣脱共价键的束缚成为自由电子，在共价键中留下一个 “空穴”。
同时，这个自由电子又会去填补其它空穴。
电子填补空穴的运动相当于带正电荷的空穴在运动。
空穴越多，半导体的载流子数目就越多，因此形成的电流就越大。
6.掺杂半导体根据掺杂类型不同又分为哪两种？ 答：N 型半导体与P 型型半导体。
7.什么是p 型半导体？什么是n 型半导体？答：在本征半导体中加入5价元素如磷形成n 型半导体，电子导电为主。
如果加入3价元素如硼形成p 型半导体，以空穴导电为主。
8.p 型与n 型半导体杂质能级分布是什么样的？答：P 型半导体的杂质能级靠近价带，n 型半导体的杂质能级靠近导带，非简并半导体其杂质能级位于导带和价带之间。
9.pn 结是如何形成的？它的V-I 特性是怎样的？答： p 型半导体和n 型半导体接触后，N 区的电子要向P 区扩散，而P 的空穴也要向N 区扩散，两种半导体交界处两边的载流子减少，而剩下不可移动的杂质离子形成空间电荷区，形成内建电场阻止载流子继续扩散，达到动态平衡形成Pn 结。
电工基础复习题(含答案)
电工基础复习题（含答案）一、单选题（共60题，每题1分，共60分）1、对于磁导率为μ的均匀磁介质，若其中电流密度为J,则矢量磁位A 满足（ )A、V²A=-μJB、V²A=μJC、v²A=0D、V²A=-μ，J正确答案：A2、同步电机中，（)与电磁转矩的产生及能量的转换直接相关A、定子交轴电枢磁动势B、定子绕组产生磁动势幅值C、定子直轴电枢磁动势D、定子绕组产生的漏磁通正确答案：A3、一个实际直流电压源，其开路电压=24V,短路电流=30A.则当外接 1.2电阻时，其电流为（)A、12AB、20AC、10AD、15A正确答案：A4、一个电热器，接在10V的直流电源上，产生的功率为P。
把它改接在正弦交流电源上，使其产生的功率为P/2,则正弦交流电源电压的最大值为（)A、10VB、7.07VC、5V正确答案：A5、电力拖动系统处于静止或恒转速运行状态时，下列关系正确的是（)A、Tom >TB、Tom=TC、Tom正确答案：B6、已知在关联参考方向下，某个元件的端电压为2V,流过该元件的电流为5MA.则该元件功率状态为()A、吸收10WB、发出10WC、吸收10mWD、发出10mW正确答案：C7、若三相电源对称，则其端电压有(）。
A、UA+UB+UC=3UB、UA+UB+UC=0C、UA+UB+UC=1.414UD、UA+UB+UC=1.732U正确答案：B8、叠加定理只适用于()A、交流电路B、线性电路C、直流电路正确答案：B9、已知基波的频率为120Hz,则该非正弦波的三次谐波频率为（ )A、360HzB、300HzC、240HzD、110Hz正确答案：A10、裂相起动是在定子上另装一套起动绕组，使之与工作绕组在空间上互差()A、180°电角度B、90°电角度C、45°电角度D、270°电角度正确答案：B11、单相异步电动机在正常工作时，空气隙中正向磁通量比反向磁通量大,其原因是：（）A、定子阻抗限制了反向电流值B、反向磁场感应在转子回路中的电流对反向磁场起去磁作用C、正向磁场感应在转子回路中的电流对反向磁场起去磁作用D、正向磁势抵消了反向磁势正确答案：B12、由电流的连续性原理可以推出()电路定律A、基尔霍夫电压定律B、基尔霍夫电流定律C、高斯定律D、能量守恒定律正确答案：B13、电感动态元件的初始储能的产生的零输入响应中()A、既有稳态分量，又有暂态分量B、仅有暂态分量C、仅有稳态分量正确答案：B14、图示电路，t=0时开关闭合，求t=2s时，电容上的u(t)等于（ )。
电工材料期末题库
《电工材料》期末复习题一、填空题1. 当对绝缘材料施加一定的直流电压后，在固体绝缘材料中流过的电流有瞬时充电电流Ic、吸收电流Is和泄漏电流I L三部分2. 固体电介质的击穿分为强电击穿、放电击穿和热击穿三种形式。
3. 绝缘材料的主要老化形式有环境老化、热老化与电老化三种。
4. 矿物绝缘油按用途分为变压器油、断路器油、电容器油和电缆油 _5. 合成油是指用化学合成方法制成的一类绝缘油。
常用的有十二烷基苯、硅油、聚异 _____ 丁烯和三氯联苯等。
6. 绝缘漆按用途可分为浸渍漆、漆包线漆、覆盖漆、硅钢片漆和防电晕漆等几类。
7. 覆盖漆按树脂类型分为醇酸漆、环氧漆和有机硅漆。
8. 硅钢片漆用于涂覆硅钢片，以降低铁心的涡流损耗，增强防锈和耐腐蚀能力。
9. 常用的电缆浇注胶有松香脂型、沥青型和环氧树脂型三类。
10. 电气工程中常用的合成纤维丝有聚酰胺6纤维丝和聚酯纤维丝。
11. 绝缘漆管有棉漆管、涤纶漆管、玻璃纤维漆管等类型。
12. 聚丙烯的电气性能与聚乙烯相当, 物理和机械性能优于聚乙烯，主要用于通也电缆和油井电缆绝缘。
13. 氨基塑料有脲醛塑料和三聚氰胺两大类。
14. 聚酰亚胺薄膜聚芳酰胺纤维纸复合材料（NHN）由聚酰亚胺薄膜两面覆以聚芳酰胺纤维纸制成15. 电工用玻璃按其用途可分为绝缘子玻璃、电真空玻璃、玻璃陶瓷和低熔点玻虬等。
16. 低熔点玻璃又称玻璃焊药，可在较低的温度下焊接金属、陶瓷、玻璃。
17. 复合金属导体具有耐热、耐蚀、高导电或高强度等特性。
18. 电刷是用在电动机的换向器或集电环上作为导入或导出电流的滑动接触件，具有良好的导电、润滑、耐磨及抑制火花等特性。
19. 热双金属片是由两层或多层具有不同热膨胀系数的金属、合金或其他物质组成的复合材料。
其中热膨胀系数较高的一层称为主动层，较低的一层称为被动层。
20. 热电偶是由由两种成分不同的导体或半导体端点焊接在一起组成的感温元件。
其焊接端称为测温端或热端，另一端称为自由端或冷端。
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一、概念题1、电势2、电势能3、电介质4、束缚电荷5、有极分子6、无极分子7、点电荷8、电场强度9、电偶极子10、等势面11、库伦定律12、电场13、静电场14、电力线15、高斯定理16、电矩17、电感应强度18、电位移矢量19、电介质极化20、极化强度21、介电常数22、自由电荷23、极化电荷24、退极化电场25、相对介电常数26、有效电场27、极化率28、极化系数29、电子位移极化30、离子位移极化31、偶极子转向极化32、热离子松弛极化33、空间电荷极化34、电介质的击穿35、介电系数的温度系数36、电介质损耗37、电导损耗38、松弛极化损耗39、谐振损耗40、正常谐振色散41、反常谐振色散42、电离损耗43、结构损耗44、复介电常数45、色散现象46、电介质电导47、电介质的电导率48、迁移率49、载流子浓度50、介电强度51、碰撞电离52、电子碰撞电离系数53、热电离54、电子附着系数55、阴极的表面电离56、光电发射57、载流子的复合58、非自持放电59、自持放电60、本征离子电导61、弱联系离子电导62、电子电导63、表面电导64、电泳电导65、铁电体66、介电反常67、电滞回线68、电畴69、热释电效应70、相和相变二、选择题：1、关于点电荷的下列说法中正确的是：A .真正的点电荷是不存在的．B .点电荷是一种理想模型．C .足够小（如体积小于1）的电荷就是点电荷．D .一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计．2、下面关于点电荷的说法正确的是()A．只有体积很小的带电体才能看成是点电荷B．体积很大的带电体一定不能看成是点电荷C．当两个带电体的大小远小于它们间的距离时，可将这两个带电体看成是点电荷D．一切带电体都可以看成是点电荷3、下列说法中正确的是：A .点电荷就是体积很小的电荷．B .点电荷就是体积和带电量都很小的带电体．C .根据 221r q q kF 可知，当r → 0 时，F → ∞ D .静电力常量的数值是由实验得到的．4、三个相同的金属小球a 、b 和c ，原来c 不带电，而a 和b 带等量异种电荷，相隔一定距离放置，a 、b 之间的静电力为F 。
现将c 球分别与a 、b 接触后拿开，则a 、b 之间的静电力将变为（ ）。
A ．F/2B ．F/4C ．F/8D ．3F/85、两个半径为0.3m 的金属球，球心相距1.0m 放置，当他们都带1.5×10−5 C 的正电时，相互作用力为F1 ，当它们分别带+1.5×10−5 C 和−1.5×10−5 C 的电量时，相互作用力为F2 , 则（ ）A ．F1 = F2B ．F1 ＜F2C ．F1 ＞ F2D ．无法判断6、如下图所示，两个质量均为m 的完全相同的金属球壳a 与b ，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离为l 为球半径的3倍．若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q ，那么关于a 、b 两球之间的万有引力F 引和库仑力F 库的表达式正确的是( )A ．F 引＝Gm 2l 2，F 库＝k Q 2l 2B ．F 引≠Gm 2l 2，F 库≠k Q 2l 2C ．F 引≠G m 2l 2，F 库＝k Q 2l 2D ．F 引＝Gm 2l 2，F 库≠k Q 2l 27、两个分别带有电荷量－Q和＋3Q 的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r 的两处，它们间库仑力的大小为F ，两小球相互接触后将其固定距离变为r2，则两球间库仑力的大小为( )A.112F B.34F C.43FD ．12F8.如右图所示，悬挂在O 点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B ，当B 到达悬点O 的正下方并与A 在同一水平线上，A 处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验中B 的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°，则q2/q1为( ) A ．2B ．3C ．2 3D ．3 38、如下图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q ＞0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接．当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为l.已知静电力常量为k ，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为A ．l ＋5kq 22k 0l 2B ．l －kq 2k 0l 2C ．l －5kq 24k 0l 2D ．l －5kq 22k 0l 210、如右图所示，同一直线上的三个点电荷q1、q2、q3恰好都处于平衡状态，除相互作用的静电力外不受其他外力作用，已知q1、q2间的距离是q2、q3间距离的2倍，下列说法正确的是( )A ．q1、q3为正电荷，q2为负电荷B ．q1、q3为负电荷，q2为正电荷C ．q1∶q2∶q3＝36∶4∶9D ．q1∶q2∶q3＝9∶4∶3611、下列关于点电荷的说法中，正确的是( ) A ．带电球体一定可以看成点电荷B ．直径大于1 cm 的带电球体一定不能看成点电荷C ．直径小于1 cm 的带电球体一定可以看成点电荷D ．点电荷与质点都是理想化的模型12、真空中有两个点电荷Q 和q ，它们之间的库仑力为F ，下列的哪些做法可以使它们之间的库仑力变为1.5F( )A ．使Q 的电荷量变为2Q ，使q 的电荷量变为3q ，同时使它们的距离变为原来的2倍B ．使每个电荷的电荷量都变为原来的1.5倍，距离也变为原来的1.5倍C ．使其中一个电荷的电荷量变为原来的1.5倍，距离也变为原来的1.5倍D ．保持电荷量不变，使距离变为原来的23倍13、真空中A ，B 两个点电荷相距为L ，质量分别为m 和2m ，它们由静止开始运动(不计重力)，开始时A 的加速度大小是a ，经过一段时间，B 的加速度大小也是a ，那么此时A ，B 两点电荷的距离是( )A.22L B.2L C ．22LD ．L14、如下图所示，有三个点电荷A 、B 、C 位于一个等边三角形的三个顶点上，已知A ，B 都带正电荷，A 所受B 、C 两个电荷的静电力的合力如图中FA 所示，那么可以判定点电荷C 所带电荷的电性为( ) A ．一定是正电 B ．一定是负电C ．可能是正电，也可能是负电D ．无法判断15、在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球，小球A 、B 、C 位于等边三角形的三个顶点上，小球D 位于三角形的中心，如下图所示．现让小球A 、B 、C 带等量的正电荷Q ，让小球D 带负电荷q ，四个小球均处于静止状态，则Q 与q 的比值为( )A.13B.33C ．3 D. 316、下列说法中正确的是：[ ]场强的定义式E=F/q 中，F 是放入电场中的电荷所受的力，q 是放入电场中的电荷的电量 场强的定义式E=F/q 中，F 是放入电场中的电荷所受的力，q 是产生电场的电荷的电量 在库仑定律的表达式F=kq1q2/r 2中kq2/r 2是电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小 无论定义式E=F/q 中的q 值(不为零)如何变化，在电场中的同一点，F 与q 的比值始终不变17、电场中有一点P ，下列说法中正确的有：A.若放在P 点的电荷的电量减半，则P 点的场 强减半B.若P 点没有检验电荷，则P 点场强为零C.P 点的场强越大，则同一电荷在P 点受到的电场力越大D.P 点的场强方向为放在该点的电荷的受力方向18、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A 点移到B 点时，电场力做了5×10－6J 的功，那么 ( ）A ．电荷在B 处时将具有5×10－6J 的电势能B ．电荷在B 处将具有5×10－6J 的动能C ．电荷的电势能减少了5×10－6JD ．电荷的动能增加了5×10－6J19、如图所示，实线为一电场的电场线，A 、B 、C 为电场中的三个点，那么以下的结论正确的是20、在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是 A ．电场强度大的地方电势一定高 B ．电势为零的地方场强也一定为零 C ．场强为零的地方电势也一定为零 D ．场强大小相同的点电势不一定相同21、带电粒子在电场中由A 点运动到B 点，图中实线为电场线，虚线为粒子运动轨迹，则可以判定 （ )A.粒子带负电B.粒子的电势能不断减少C.粒子的动能不断减少D.粒子的在A 点的加速度小于在B 点的加速度;A B C A B C E E E j j j<<>>;AB C A B C E E E j j j>>>>22、a 、b 、c 是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为 ， 一带正电的粒子射入电场中其运动轨迹如红线KLMN 所示由图可知 A 、粒子从K 到L 的过程中,电场力做负功 B 、粒子从L 到M 的过程中,电场力做负功 C 、粒子从K 到L 的过程中,电势能增加 D 、粒子从L 到M 的过程中,动能减少23、O 是一固定的点电荷，另一点电荷P 从很远处以初速度v0射入点电荷0的电场,在电场作用下的运动轨迹是曲线MN, a 、b 、C 是以0为中心,Ra,Rb,Rc 为半径画出的三个圆,Rc-Rb=Rb-Ra,1、2、3、4为轨迹MN 与三个圆的一些交点，以 W12 表示点电荷由1到2的过程中电场力做的功的大小，以 W34 表示点电荷由3到4的过程中电场力做的功的大小，A W12 =2 W34B W12 >2 W34C P 、0两电荷可能同号， 也可能异号D P 的初速度方向的延长线 与O 点之间的距离可能为零24、如图所示,在等量正点电荷形成的电场中,它们连线的中垂面ab 上,有一电子,从静止开始由a 运动到b 的过程中(a 、b 相对O 对称),下列说法正确的是( )A jB jC j AB C j j j >> M L Nk b caA.电子的电势能始终增多B.电子的电势能始终减少C.电子的电势能先减少后增加D.电子的电势能先增加后减少25、如图所示，水平固定的小圆盘A ，带电荷量为q ，电势为零，从盘心处O 静止释放一质量为m 、带电荷量为+q 的小球,由于电场的作用，小球竖直上升的高度可达盘中心竖直线上的c 点，0C=h ，又知道过竖直线的b 点时，小球速度最大，则在圆盘所形成的电场中，可确定的物理量是A ．b 点场强 B. c 点场强 C ．b 点电势 D ．c 点电势26、a 、b 为竖直向上的电场线上的两点,一带电质点在a 点由静止释放，沿电场线向上运动，到b 点恰好速度为零，下列说法中正确的是 （ ） A 带电质点在a 、b 两点所受的电场力都是竖直向上的 B a 点的电势比b 点的电势高 C 带电质点在a 点的电势能 比在b 点的电势能小 D a 点的电场强度比b 点的电 场强度大27、如图示,水平方向匀强电场中,有一带电体P 自O 点竖直向上射出,它的初动能为4J,当它上升到最高点M 时,它的动能为5J,则物体折回并通过与O 同一水平线上的O`点时,其动能为? A. 20J B.24J C. 25JD.29J28、一带正电的小球，系于长为L 的不可伸长的轻线一端，线的另一端固定在O 点，它们处在匀强电场中，电场的方向水平向右，场强的大小为E ，已知电场对小球的作用力的大小等于小球的重力，现先把小球拉到图中的P1处，使轻线拉直，并与场强方向平行，然后由静止释放小球，已知在经过最低点的瞬间，因受线的拉力作用，其速度的竖直分量突然变为零，水平分量没有变化，则小球到达与P1点等高的P2点时速度的大小为 （ ）O aba b 0.2.2..D gl C gl B gl A29、在静电场中，将一电子从A点移到B点，电场力做了正功，则（）A．电场强度的方向一定是由A点指向B点B．电场强度的方向一定是由B点指向A点C．电子在A点的电势能一定比在B点高D．电子在B点的电势能一定比在A点高30、三、填空题1、电介质的基本属性有——、——。