Materialet elektroteknike

visar lanaj

HyrjeVisar Lanaj
Materialet që përdoren në elektroteknikë janë të llojllojshme. Këto nuk janë materiale që përdoren vetëm në fushën elektrike ose magnetike, por edhe materiale të tjera të cilat, së bashku me këto, japin një tërësi të prodhimeve elektroteknike.
Përveç vetive elektrike dhe magnetike, siç janë përçueshmëria e rrymës elektrike, fluksi magnetik, ndarja e përçuesve në potenciale të ndryshme etj., për materialet elektroteknike duhet të definohen edhe veçoritë e tjera, si ato mekanike, termike, teknologjike. Pra materialet elektroteknike duhet të studiohen më gjerësisht, sidomos kur të kemi parasysh zhvillimin bashkëkohor të teknologjisë së materialeve në përgjithësi.
Llojet e materialeve elektroteknike
Materialet elektroteknike të një prodhimi final mund të jenë aktive, konstruktive dhe ndihmëse.
Materialet aktive janë ato që në mënyrë aktive e kryejnë funksionin e tyre në një prodhim. Detyrë e tyre është të përçojnë rrymën, të bëjnë kyçjen dhe çkyçjen e qarkut elektrik, t'i ndajnë pjesët në potenciale të ndryshme, të përçojnë fluksin magnetik, të emitojnë elektrone, të bëjnë shndërrimin e energjisë elektrike në lloje të tjera të energjisë dhe anasjelltas ose të akumulojnë energji. Materialet konstruktive, në anën tjetër, bëjnë lidhjen e materialeve aktive për të përfituar prodhime finale. Materialet ndihmëse kanë detyra të llojllojshme. Bëjnë ftohjen,  lyerjen si dhe kryejnë funksione të tjera të cilat ndihmojnë dhe mundësojnë funksionimin e suksesshëm të prodhimit.
Është e natyrshme se tek shumë prodhime, sidomos në shkallën e sotme të zhvillimit të teknologjisë, kur materialet konstruktive janë aktive, me qëllim të shfrytëzimit maksimal dhe të përfitimit të prodhimeve me përmasa sa më të vogla, transformatorët matës e kanë izolimin nga rrëshirat epokside, që njëherë paraqesin materiale konstruktive.
Ndarja sipas detyrave primare
Sipas detyrave primare materialet elektroteknike ndahen në katër grupe kryesore:
1. - materialet përçuese,
2. - materialet gjysmëpërçuese,
3. - materialet dielektrike dhe
4. - materialet magnetike.Materialet te cilat permbajne grumca te lira te eletrecitetit dhe mujdesojn kalikin e rrymes elektrike, quhen materiale perquese. VISAR Lanaj

Materialet përçuese

Kur materia gjendet nën veprimin e fushës elektrike, atëherë mbi të gjitha grimcat elementare të elektrizuara në materiale do të veprojnë forcat mekanike. Materiali nën veprimin e fushës elektrike varet prej llojit dhe sasisë së bartësve të ngarkesave elektrike dhe intensitetit të forcave të brendshme lidhëse, perkatësisht forcat e interaksionit. Kur forcat e brendshme janë të dobëta, mjafton një intensitet i vogël i fushës elektrike që të bëjë zhvendosjen e bartësve të ngarkesave elektrike, në të kundërtën, kur forcat e brendshme janë të forta, atëherë edhe fusha me intensitete më të mëdha nuk mund ta prishin stabilitetin e vendosur dhe nuk do të shkaktohet lëvizja e bartësve të ngarkesave elektrike.
Grupin e parë të materialeve elektrike të lartpërmendura e përbëjnë përçuesit elektrikë, ndërsa të dytin, dielektrikët.
Përçuesit e rrymës elektrike, kryesisht janë materiale të ngurtë, megjithëse ka materiale që janë në gjendje agregate të lëngët dhe e përçojnë mirë rrymën elektrike.
Gazet si gjendje e posaçme agregate nuk mund të konsiderohen si përçues të mirë të rrymës elektrike, përveç në disa raste të veçanta(kushte të veçanta pune).
Mekanizmi i përçuarjes së rrymës në trupa të ngurtë
Te trupat e ngurtë dallojmë përçueshmëri jonike dhe elektronike. Materialet që kanë përdorim të madh në elektroteknikë karakterizohen me përçueshmëri elektronike. Rëndësi më të madhe ka përçueshmëria elektronike se ajo jonike, e cila, para së gjithash, është ngushtë e lidhur me transformimin e materialit.
Në përçueshmërinë elektronike marrin pjesë dy lloje bartësish të ngarkesave elektronike: elektronet dhe gropëzat. Dendësia e rrymës elektrike në këtë rast shprehet si:
J=Q(n+ɱ++n-ɱ-)E=σ*E
ku:
n+-është përqendrimi (koncentrimi)i gropëzave,
ɱ+-lëvizja e gropëzave,
n--përqëndrimi i elektroneve,
E-intensiteti i fushës elektrike,
ɱ--lëvizja e elektroneve,
J-dendësia e rrymës,
σ-përçueshmëria elektrike specifike.
Përqendrimin i bartësve të ngarkesave varet prej strukturës së materialeve, kurse raporti reciprok i tyre përcakton natyrën e mëkëmbjes së rrymës.
Te përçuesit e rrymës, që kanë përdorim praktikë, elektronet janë bartësit kryesorë të ngarkesave.
Klasifikimi i materialeve përçuese
Materialet përçuese ndahen në:
1. materiale superpërçuese,
2. materiale përçuese me përçueshmëri specifike elektrike të madhe dhe legurat e tyre,
3. materialet me përçueshmëri specifike elektrike të vogël dhe legurat e tyre,
4. materialet përçuese për qëllime speciale dhe
5. materialet gjysmëpërçuese.

Materialet gjysmëpërçuese

Me materiale gjysmëpërçuese ideale kuptojmë materialet e ngurta, me strukturë monokristalore, dimensionesh të pakufizuara, pa shtesa dhe pa defekte, që janë të mbrojtura nga ndikimet e fushave të jashtme elektrike dhe magnetike.
Nëse zona më e lartë energjetike e trupit të ngurtë është tërësisht e plotësuar e mbi të ka zonë tërësisht të lirë, që është e distancuar nga zona e plotë me një zonë të ngushtë me energji të ndalur, zonë e ndaluar(më e vogël se 5eV) në temperaturën e rëndomtë, atëherë ky trup i ngurtë në zero kelvin është një dielektrik(izolator) ndërsa në temperaturën e rëndom është gjysmëpërçues.
Me materiale gjysmëpërçuese kuptojmë edhe ato materiale në të cilat energjia e zonës së ndaluar është më e vogël se 3eV. Gjerësia e zonës së ndaluar varet nga temperatura, shtypja etj.
Karakteristikat e materialeve gjysmëpërçuese
a)përçueshmëria specifike elektrike gati për çdo temperaturë rritet me rritjen e temperaturës;
b)përçueshmëria specifike elektrike shumë më tepër se sa te metalet varet nga deformimi i kristaleve, koncentrimi dhe llojet e shtesave në materiale etj;
c)përçueshmëria specifike elektrike shumë varet prej faktorëve të jashtëm: temperaturës, presionit, intensitetit të dritës, fushës elektrike dhe magnetike, nën ndikimin e të cilave ndodhet materiali.

Materialet dielektrike

Materialet dielektrike shërbejnë për izolimin e pjesëve të ndryshme përçuese të cilat gjenden nën tension, me qëllim mbrojtjeje, qoftë të personelit që është i lidhur drejtpërdrejt me aparatin elektrik, qoftë të mbrojtjes së materialit përçues nga ndikimet e jashtme.Këto materiale kanë afinitet ta mbajnë rrymën elektrike brenda kufijve të përçuesve.Në këtë mënyrë pengojnë humbjen e energjisë dhe i mbrojnë njerëzit nga kontaktet direkte me përçues në të cilët është mëkëmbur rryma elektrike.
Materialet dielektrike shpeshherë quhen edhe materiale izoluese.Një ekuivalencë e tillë ekziston edhe pse ka raste kur kjo ekuivalencë nuk është e mundur.
Dielektrikët idealë kanë rezistencë pambarimisht të madhe, ndërsa përçueshmëria e tyre është zero.Mirpo, dihet se çdo material, qoftë përçues i mirë apo dielektrik, në vetvete ka një sasi elektronesh të lira të cilat, varësisht nga forcat e brendëshme lidhëse të atomeve përkatës përcaktojnë karakterin e materialit nga forcat e brendëshme lidhëse të atomeve përkatëse përcaktojnë karakterin e materialit përkatës përçues ose dielektrik.
Zakonisht, me materiale dielektrike kuptojmë ato materiale që kanë përçueshmëri specifike elektrike ,ndërsa dielektrik ideal është ai që ka përçueshmëri specifike elektrike të barabartë me
Kushtet atmosferike dhe ndotjet industriale ndikojnë në masë të madhe në veçoritë e materialeve dielektrike.Veçanërisht, ndotja e ambientit zvogëlon rezistencën e materialeve dielektrike dhe kështu mund të prishet lehtë gjendja në vetë strukturën e materialit dielektrik.
Ndarja e materialeve izoluese
Materialet izoluese sipas prejardhjes së tyre ndahen në dy grupe:
1.materiale izoluese inorganike dhe
2.materiale izoluese organike.
Materialet izoluese inorganike ndahen në:
1.materialet izoluese inorganike natyrore,
2.materialet izoluese inorganike të përfituara me përpunimin dhe sintezën e materialeve inorganike natyrore.
Materialet izoluese organike ndahen në:
1.materiale organike natyrore,
2.materiale të përfituara me përpunimin e materialeve organike natyrore dhe
3.materiale organike artificiale të përfituara me sintezën e materialeve natyrore të molekulave të ulëta.

Materialet magnetike
Nga elektroteknika teorike dihet se fusha magnetike është definuar nëpërmjet vektorit të induksionit magnetik B dhe të intensitetit të fushës magnetike H,kurse marrëdhënia ndërmjet tyre në vakuum është:
                     B=ɱ0H
ku ɱ0 është permeabiliteti magnetik i hapësirës së lirë.
Kur ta vendosim materien ne fushën magnetike, ngjajnë disa ndryshime në të.Këto ndryshime janë pasojë e magnetizimit të materies.Sipas shpjegimeve bashkëkohore, gjendja e magnetizuar e materialit që vendoset në fushë magnetike, shpjegohet dhe se është kushtëzuar me ekzistencën e momenteve magnetike në atomet dhe molekulat e materialit përkatës. Bartësit elementarë të momenteve magnetike janë elektronet dhe bërthamat e atomeve

Momenti magnetik i atomit mund të jetë si pasojë e : 
a)rrotullimit të elektroneve nëpër luspa të tyre përreth bërthmës
b)rrotullimit të elektroneve dhe nukleoneve përreth boshtit të vet përkatësisht spinit të grimcave elementare në strukturën e atomeve.

Klasifikimi i materialeve magnetike
1. Materialet diamagnetike-magnetizohen në drejtim të kundërt të fushës magnetike
2. Materialet paramagnetike-magnetizohen në drejtim të fushës magnetike dhe
3. Materialet feromagnetike-magnetizohen fare leht në drejtim të fushës magnetike
Skeda:Ferrimagnetic_ordering.svg
Mënyra e vendosjes së momenteve magnetike te materialet feromagnetike

Referime
 A.Abazi&J.Krasniqi,Materialet elektroteknike
 http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetism/

Kategoria:Inxhinieri
Kategoria:Inxhinieri elektrike