Elektrotechnologie 1.

Prezentace na téma: "Elektrotechnologie 1."— Transkript prezentace:

1 Elektrotechnologie 1

2 Technologie nauka o výrobních postupech
počátek: surovina – konec: výrobek Technologie má dvě oblasti: Technologie materiálu – nauka o přírodních vlastnostech materiálu a jeho přetvoření v požadované vlastnosti Technologie výroby – nauka o výrobních postupech pro výrobky z upravených materiálů ELEKTROTECHNOLOGIE – technologie elektrotechnických výrobků

3 Základní technologické pojmy
Surovina Materiál Polotovar Výrobek

4 Řízení vlastností materiálu
Makroskopicky Legování Dotování Tepelné zpracování Mechanické zpracování Stárnutí materiálu (umělé, přirozené) Mikroskopicky Molekulární inženýrství (elektrotechnické, chemické, biologické) Ultraminiaturizované technologie

5 Kvalita výrobku – spolehlivost, životnost
Znaky kvality výrobku: Funkčnost Vzhled Spolehlivost Životnost Spolehlivost výrobku je jeho kvalita během času Součinitel spolehlivosti: λ=n. (N . t) (1/h) n - počet výrobků jenž selhaly za čas t N - celkový počet výrobků zkoušky Životnost je pravděpodobná doba po které nastane porucha: t = (λ )-1

6 Stavba hmoty Hmota – označení pro různé látky
Látka – typ hmoty (měď, porcelán….) Molekula – nejmenší mechanicky dělitelná částice hmoty Atom – nejmenší chemicky dělitelná částice hmoty Elektron Záporný elektrický náboj: q = -1, C Hmotnost v klidu: mo = 9, kg, za pohybu: m = mo /(1-v2/c2)1/2 kde c = m/s Proton Kladný elektrický náboj: q = +1, C Hmotnost: m = 1836.mo Neutron Nemá elektrický náboj Hmotnost: m = 1839.mo U většiny látek převládají protony nad neutrony elektronový mrak neutron proton

7 Iont – neutrální atom po ztrátě (kationt) nebo získání (aniont) elektronů
H. A. Lorentz (19.stol.) – elektron je hmotná kulička o průměru 2, m s rovnoměrně rozloženým nábojem. A. N. Bohr (poč.20.stol.) – elektron je hmotný bod pohybující se po uzavřené dráze o průměru m kolem jádra atomu. Jeho průměr je 5, m Princip neurčitosti, dráha elektronu je dána pravděpodobností pohybu v prostoru

8 Podle Bohrova modelu obíhají elektrony kolem jádra pouze po kvantovaných diskrétních dráhách, na nichž nevyzařují energii. Při přeskoku elektronu z vyšší na nižší dráhu se příslušný rozdíl energií vyzáří jako kvantum (foton) elektromagnetického záření. Elektron obíhá kolem jádra po stabilní dráze neomezeně dlouho a bez vyzařování, pokud jeho dráha obsahuje celočíselný počet n Broglieho vlnových délek elektronu. Při necelistvém počtu vlnových délek je dráha nestabilní - dochází k vyzáření fotonu a elektron přejde na stabilní dráhu s celočíselným počtem vlnových délek.

9 Energetické hladiny elektronu
Závislost energie slupky atomu na její vzdálenosti r od jádra Řetězec potenciálových jam atomů Pásový model atomu sodíku

10 Coulombova přitažlivá síla
Permitivita vakua: ε0 = 8, F/m Relativní permitivita prostředí: εr Vzdálenost mezi náboji: r Potenciální energie mezi dvěma náboji

11 Vazby mezi atomy, molekula
Atomy se sdružují vazbami do molekul Elektrostatická vazba – jeden atom odevzdá elektron druhému u něhož se vytvoří elektronový pár první atom se stává kationtem a druhý aniontem – oba se přitahují a vytváří krystalovou mřížku Valenční vazba (kovalentní, homopolární) – principem je vytváření společných elektronových párů.

12 Symbolické znázornění mechanismu slučování atomů a jejich elektrické vazby v molekulách. Vlevo: Kovalentní vazba dvou atomů způsobená sdílením elektronů. Vpravo: Iontová vazba atomů způsobená předáním elektronu jednoho atomu druhému atomu.

13 Kovová vazba – princip je pohyb elektronů volně iontovou mřížkou mezi nepohyblivými kationty mřížky kovu, vytváří se elektronový plyn. Van der Waalsova vazba – slabá elektrostatická vazba z elektrických polí atomových dipólů a nedokonale elektricky vystředěných molekul

14 Vlastnosti látek podle vazeb
Sledované vlastnosti látek jsou: Elektrické vlastnosti – vodivost, polárnost, el.pevnost Mechanické vlastnosti – mech.pevnost, tvrdost, pružnost, houževnatost Tepelné vlastnosti – bod tání nebo měknutí, teplotní součinitel, součinitel teplotní roztažnosti