Руководство по материалам электротехники для всех. Часть 5
Продолжение руководства по материалам электротехники. В этой части продолжаем разбирать диэлектрики, часть посвящена органическим полусинтетическим диэлектрикам: бумаге, шелку, парафину, маслу, дереву.
Добро пожаловать под кат (ТРАФИК)
Бумага, картон
Различные сорта бумаги (Например: Бумага конденсаторная, Бумага кабельная, Бумага телефонная, Бумага крепированная, различных марок.) широко использовались в электротехнике, начиная от тонкой конденсаторной бумаги (толщина такой бумаги может быть 1 мкм, ГОСТ 1908–88), в качестве диэлектрика обкладок конденсаторов, заканчивая толстым электрокартоном, из которого изготавливались корпуса катушек у трансформаторов. Появление дешевых полимерных пленок практически полностью вытесняет бумагу из основных применений.
Металло-бумажные конденсаторы и их содержимое — толстый цилиндр из туго свитой бумаги с металлизацией.
Бумага обладает большим недостатком — гигроскопичностью, втягивая из воздуха воду, электроизоляционные свойства снижаются, поэтому чаще всего её пропитывают воском, трансформаторным маслом и т.п. На текущий момент вытеснена из множества применений пластиковыми пленками и листами.
Содержимое другого бумажного конденсатора. Видна парафиново-масляная пропитка. Сам конденсатор изолирован от стенок толстым электрокартоном.
Бумага за счет своей волокнистой структуры хорошо поддается пропитке и хорошо удерживает жидкие диэлектрики. Относительным преимуществом бумаги является термостойкость, с ростом температуры бумага не расплавится и не потечет, а только обуглится.
Трансформатор от микроволновой печи, изоляция обмоток от сердечника сделана из бумаги с последующей пропиткой.
Шёлк
Под шёлком обычно подразумевается синтетическое волокно. Чаще всего применяется как
дополнительная к основной изоляция.
Провод марки МГШВ (МГШВ — Монтажный Гибкий (многопроволочная жила) Шёлковая изоляция, Виниловая изоляция.) имеет две изоляции — из полиэфирной нити и из ПВХ.
Катушка обмоточного провода марки ПЭЛШО (ПЭЛШО — Провод с Эмалевым Лакостойким покрытием и Однослойной Шёлковой обмоткой.)
Также в декоративных целях провод может иметь наружную оплетку из искусственной нити
— из нейлона, капрона.
Воск, парафин
Используется для пропитки трансформаторов, особенно с бумажной изоляцией. Такой трансформатор при перегрузке начинает «плакать» парафином — это верный знак что его стоит
выключить, так как дальше будет хуже.
Общая тенденция по уменьшению габаритов техники и ростом рабочей температуры заставляет производителей заменять легкоплавкий парафин на синтетические компаунды.
При отсутствии доступа к полимерным заливочным составам, пропитка изделия парафином
— самый доступный способ повышения стойкости изделия к влаге среди самодельшиков. Тепловая и механическая стойкость близки к нулю. Чтобы при пропитке внутри не осталось
пузырей воздуха, по возможности это лучше делать в вакууме.
Трансформаторное масло
Жидкий диэлектрик. Трансформаторное масло — это масло высокой степени чистоты и низкой
вязкости. Используется как диэлектрик и теплоноситель в электрических машинах, транс-
форматорах.
Внимание! Трансформаторное масло может содержать достаточно токсичные присадки (В том числе в виде загрязнений, достаточно плохо промытой тары.), в т.ч. крайне токсичный полихлорбифенил. Поэтому самое глупое, что может прийти в голову — это использование трансформаторного масла не по назначению — в качестве топлива, смазочного масла и т.д. Старый трансформатор может содержать чистый полихрорированный бифенил (выпускался, например, под названием «совол» или «совтол»). В настоящее время применение полихлорированных бифенилов в новых трансформаторах запрещено, но старые трансформаторы и масляные конденсаторы встречаются повсеместно.
«Утопить» в трансформаторном масле трансформаторы и прочие компоненты — самый простой способ наладить охлаждение и повысить электрическую прочность при самостоятельной сборке высоковольтных устройств (для питания трансформатора Теслы, рентгеновских трубок и т.д.) Основное преимущество этого способа — масло заполняет все промежутки, даже сложной формы, и избавиться от пузырей воздуха значительно легче, чем при заливке парафином или эпоксидной смолой.
Прозрачность масла, его лучшая, по сравнению с воздухом теплопроводность, используется иногда при моддинге ПК — все компоненты компьютера — материнская плата, процессор, блок питания и т.д. кроме HDD и носителей информацией, устанавливаются в аквариуме и заливаются прозрачным маслом (гуглить картинки на «Моддинг в масле»).
Фанера, ДСП
Широко используемый материал, правда почти не применяемый в электронной технике. Представляет собой шпон дерева (фанера) или опилки (ДСП — древесно-стружечная плита) склеенные фенолформальдегидной смолой, и спрессованные в плиты. Фанера — более прочный материал, чем ДСП. Благодаря взаимо перпендикулярной ориентации направления волокон в слоях, фанера обладает равной прочностью во всех направлениях, что делает фанеру достаточно прочным материалом. Раньше из фанеры изготавливали корпуса приборов (старые ламповые телевизоры имели корпус из фанеры/ДСП). Но горючесть, набухание от влаги сыграли свою роль и данный материал более массово не используется. Фанера, МДФ (древесное волокно проклеенное карбамидформальдегидными смолами) до сих пор используются для изготовления корпусов аудио аппаратуры — колонок, усилителей, где важны акустические свойства материала, а также, вместе со шпоном ценных пород дерева, для украшения дорогостоящей техники.
Тем не менее фанера — удобный материал в прототипировании низковольтных устройств, и многие коммерчески успешные на рынке устройства когда-то были кучкой железок, собранных на фанерке. С появлением лазерных резаков фанеру стали широко использовать любители для изготовления корпусов устройств и несложных механических конструкций, так как достаточно просто сделать на компьютере чертеж, по которому резак вырежет все детали автоматически.
В продаже встречается фанера тополя, бука и березы разных сортов. Сорт фанеры обозначается двумя цифрами через дробь, например 2/4, что значит, что лист фанеры 2-го сорта с одной стороны и 4-го сорта с другой. Высшие сорта — гладкие и без сучков, пригодны для изготовления мебели, наклейки шпона. 3-й сорт может иметь крупные сучки, а 4-й — вообще дырки от выпавших сучков, что делает его пригодным разве что для заборов. Однако из большого листа плохой фанеры можно попытаться выбрать хороший кусок. Для лазерной резки и выпиливания лобзиком используют в основном тополь, мягкий и дающий очень гладкую поверхность при шлифовании. Более твердая и дорогая береза годится для прочных рам, толстых корпусов, мебели. Листы такой фанеры бывают до 40 мм толщиной и представляют собой по сути готовую столешницу для верстака, надо только скруглить кромки. Существует водоупорная фанера (обычно ламинирована в коричневый цвет и с одной стороны часто с рифлением, чтобы стоящие на ней предметы не скользили), гибкая фанера и фанера, покрытая прямо на заводе шпоном ценных пород дерева. Купить все это можно на специализированных фирмах, в обычных магазинах такое продают крайне редко.
В следующей части полностью синтетические органические диэлектрики (пластмассы).
Ссылки на части руководства: 1 2 3 4
