Вариант № 335

РЕШУ ВПР: Вариант для подготовки 21.

При вы­пол­не­нии за­да­ний с крат­ким от­ве­том впи­ши­те в поле для от­ве­та цифру, ко­то­рая со­от­вет­ству­ет но­ме­ру пра­виль­но­го от­ве­та, или число, слово, по­сле­до­ва­тель­ность букв (слов) или цифр. Ответ сле­ду­ет за­пи­сы­вать без про­бе­лов и каких-либо до­пол­ни­тель­ных сим­во­лов. Дроб­ную часть от­де­ляй­те от целой де­ся­тич­ной за­пя­той. Еди­ни­цы из­ме­ре­ний пи­сать не нужно. Ответ с по­греш­но­стью вида (1,4  ±  0,2)  Н за­пи­сы­вай­те сле­ду­ю­щим об­ра­зом: 1,40,2.


Если ва­ри­ант задан учи­те­лем, вы мо­же­те впи­сать или за­гру­зить в си­сте­му от­ве­ты к за­да­ни­ям с раз­вер­ну­тым от­ве­том. Учи­тель уви­дит ре­зуль­та­ты вы­пол­не­ния за­да­ний с крат­ким от­ве­том и смо­жет оце­нить за­гру­жен­ные от­ве­ты к за­да­ни­ям с раз­вер­ну­тым от­ве­том. Вы­став­лен­ные учи­те­лем баллы отоб­ра­зят­ся в вашей ста­ти­сти­ке.


Версия для печати и копирования в MS Word
1
Тип Д1 C1 № 688
i

Про­чи­тай­те пе­ре­чень по­ня­тий, с ко­то­ры­ми вы стал­ки­ва­лись в курсе фи­зи­ки:

волны, тя­го­те­ние, уско­ре­ние, рас­тво­ре­ние, уг­ло­вая ско­рость, мо­мент силы.

Раз­де­ли­те эти по­ня­тия на две груп­пы по вы­бран­но­му вами при­зна­ку. За­пи­ши­те в таб­ли­цу на­зва­ние каж­дой груп­пы и по­ня­тия, вхо­дя­щие в эту груп­пу.



На­зва­ние груп­пы по­ня­тийПе­ре­чень по­ня­тий

Решения заданий с развернутым ответом не проверяются автоматически. Запишите решение на бумаге.
На следующей странице вам будет предложено проверить их самостоятельно.

2
Тип Д2 № 689
i

Ав­то­мо­биль дви­жет­ся по пря­мой улице. На гра­фи­ке пред­став­ле­на за­ви­си­мость его ско­ро­сти от вре­ме­ни.

Вы­бе­ри­те два утвер­жде­ния, ко­то­рые верно опи­сы­ва­ют дви­же­ние ав­то­мо­би­ля, и за­пи­ши­те но­ме­ра, под ко­то­ры­ми они ука­за­ны.

 

1)  Пер­вые 3 с ав­то­мо­биль стоит на месте, а затем дви­жет­ся рав­но­уско­рен­но.

2)  Пер­вые 3 с ав­то­мо­биль дви­жет­ся рав­но­мер­но, а затем  — рав­но­уско­рен­но.

3)  Мак­си­маль­ная ско­рость ав­то­мо­би­ля за весь пе­ри­од на­блю­де­ния со­став­ля­ет 54 км/ч.

4)  Через 10 с ав­то­мо­биль оста­но­вил­ся.

5)  Через 5 с ав­то­мо­биль по­ехал в дру­гую сто­ро­ну.


Ответ:

3
Тип Д3 C1 № 690
i

На стене с по­мо­щью нити за­креп­лен шар, как по­ка­за­но на ри­сун­ке. Шар на­чи­на­ют тя­нуть дру­гой нитью в на­прав­ле­нии от стены. В какой-то мо­мент шар от­ры­ва­ет­ся от по­верх­но­сти стены. Изоб­ра­зи­те силы, дей­ство­вав­шие на шар до от­ры­ва от по­верх­но­сти стены, и по­яс­ни­те, как из­ме­нит­ся кар­ти­на сил после от­ры­ва шара от по­верх­но­сти стены. Тре­ни­ем пре­не­бречь.

 


Решения заданий с развернутым ответом не проверяются автоматически. Запишите решение на бумаге.
На следующей странице вам будет предложено проверить их самостоятельно.

4
Тип Д4 № 691
i

Про­чи­тай­те текст и вставь­те слова, слова могут по­вто­рять­ся:

 

1)  по­тен­ци­аль­ная энер­гия

2)  ско­рость

3)  пол­ная ме­ха­ни­че­ская энер­гия

 

Те­леж­ка без тре­ния ска­ты­ва­ет­ся с горки с вы­со­ты h. По мере спус­ка __________ те­леж­ки рас­тет, __________умень­ша­ет­ся, __________ оста­ет­ся по­сто­ян­ной.


Ответ:

5
Тип Д5 1 № 692
i

Че­ты­ре ме­тал­ли­че­ских брус­ка (А, B, C, D) по­ло­жи­ли вплот­ную друг к другу, как по­ка­за­но на ри­сун­ке. Стрел­ки ука­зы­ва­ют на­прав­ле­ние теп­ло­пе­ре­да­чи от брус­ка к брус­ку. Тем­пе­ра­ту­ры брус­ков в дан­ный мо­мент со­став­ля­ют 100 °C, 60 °C, 40 °C, 10 °C. Какой из брус­ков имеет тем­пе­ра­ту­ру 10 °C?


Ответ:

6
Тип Д5 2 № 693
i

Вы­бе­ре­те вер­ные утвер­жде­ния.

Про­цесс, по ко­то­ро­му из­ме­ня­ет­ся со­сто­я­ния газа изо­тер­ми­че­ский, дав­ле­ние этого газа уве­ли­чи­лось в пять раз.

 

1.  Дав­ле­ние газа уве­ли­чит­ся в 5 раз

2.  Дав­ле­ние газа умень­шит­ся в 5 раз

3.  Тем­пе­ра­ту­ра газа уве­ли­чит­ся в 5 раз

4.  Тем­пе­ра­ту­ра газа не из­ме­нит­ся

5.  Объем газа уве­ли­чит­ся в 5 раз

6.  Объем газа умень­шит­ся в 5 раз


Ответ:

7

На ри­сун­ке изоб­ра­же­ны три оди­на­ко­вых элек­тро­мет­ра. Шар элек­тро­мет­ра А не за­ря­жен, шар элек­тро­мет­ра Б за­ря­жен от­ри­ца­тель­но и по­ка­зы­ва­ет заряд 3 ед., шар элек­тро­мет­ра В не за­ря­жен. Ка­ко­вы будут по­ка­за­ния элек­тро­мет­ров А и Б, если их шары со­еди­нить тон­кой мед­ной про­во­ло­кой шаром элек­тро­мет­ра В ?

 

 

По­ка­за­ния элек­тро­мет­ра А По­ка­за­ния элек­тро­мет­ра Б


8
Тип Д9 C9 № 695
i

Чему равно со­про­тив­ле­ние се­реб­рян­но­го про­вод­ни­ка с длин­ной 500 м и пло­ща­дью по­пе­реч­но­го се­че­ния 4 мм2? Удель­ное со­про­тив­ле­ние се­реб­ра равно 0,016 Ом · мм2/м.


Решения заданий с развернутым ответом не проверяются автоматически. Запишите решение на бумаге.
На следующей странице вам будет предложено проверить их самостоятельно.

9
Тип Д9 № 696
i

В транс­фор­ма­то­ре, изоб­ражённом на ри­сун­ке, на вход А по­да­ют пе­ре­мен­ное на­пря­же­ние. На об­мот­ках B, C и D воз­ни­ка­ет ЭДС ин­дук­ции. Ко­ли­че­ство вит­ков равно изоб­ражённому на ри­сун­ке. Рас­по­ло­жи­те об­мот­ки B, C и D в по­ряд­ке воз­рас­та­ния ЭДС ин­дук­ции. За­пи­ши­те в от­ве­те со­от­вет­ству­ю­щую по­сле­до­ва­тель­ность цифр.

 

1)  B

2)  C

3)  D


Ответ:

10
Тип Д6 № 697
i

На ри­сун­ке изоб­ражён фраг­мент пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­мы хи­ми­че­ских эле­мен­тов Д. И. Мен­де­ле­е­ва. Изо­топ хрома ис­пы­ты­ва­ет α-рас­пад, при ко­то­ром об­ра­зу­ют­ся ядро гелия и ядро дру­го­го эле­мен­та. Опре­де­ли­те, какой эле­мент об­ра­зу­ет­ся при α-рас­па­де изо­то­па хрома.


Ответ:

11
Тип Д10 № 698
i

Силу или мо­мент силы из­ме­ря­ют при по­мо­щи ди­на­мо­мет­ра. По­греш­ность из­ме­ре­ния силы при по­мо­щи дан­но­го ди­на­мо­мет­ра равна его цене де­ле­ния.

За­пи­ши­те в ответ по­ка­за­ния силы в нью­то­нах (Н,N) с учётом по­греш­но­сти из­ме­ре­ний через точку с за­пя­той. На­при­мер, если по­ка­за­ния ди­на­мо­мет­ра (5,0 ± 0,5) Н, то в от­ве­те сле­ду­ет за­пи­сать «5,0;0,1».


Ответ:

12
Тип Д12 C12 № 699
i

Вам не­об­хо­ди­мо ис­сле­до­вать, как за­ви­сит на­пря­же­ние от силы тока. Име­ет­ся сле­ду­ю­щее обо­ру­до­ва­ние:

 

— элек­три­че­ская цепь с ис­точ­ни­ком с воз­мож­но­стью ре­гу­ли­ро­вать силу тока;

— вольт­метр;

— рео­стат с по­сто­ян­ным со­про­тив­ле­ни­ем.

 

Опи­ши­те по­ря­док про­ве­де­ния ис­сле­до­ва­ния.

 

В от­ве­те:

1.  За­ри­суй­те или опи­ши­те экс­пе­ри­мен­таль­ную уста­нов­ку.

2.  Опи­ши­те по­ря­док дей­ствий при про­ве­де­нии ис­сле­до­ва­ния.


Решения заданий с развернутым ответом не проверяются автоматически. Запишите решение на бумаге.
На следующей странице вам будет предложено проверить их самостоятельно.

13
Тип Д13 № 700
i

Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между при­ме­ра­ми и фи­зи­че­ски­ми яв­ле­ни­я­ми, ко­то­рые эти при-меры ил­лю­стри­ру­ют. Для каж­до­го при­ме­ра про­яв­ле­ния фи­зи­че­ских яв­ле­ний из пер­во­го столб­ца под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щее на­зва­ние фи­зи­че­ско­го яв­ле­ния из вто­ро­го столб­ца.

ПРИ­МЕ­РЫ

А)  ра­бо­та вет­ря­ных мель­ниц

Б)  све­че­ние ме­тео­ри­та в ат­мо­сфе­ре Земли

ФИ­ЗИ­ЧЕ­СКИЕ ЯВ­ЛЕ­НИЯ

1)  маг­нит­ные свой­ства ме­тал­лов

2)  пе­ре­ход ме­ха­ни­че­ской энер­гии в теп­ло­вую

3)  сила тре­ния в ат­мо­сфе­ре

4)  кон­ден­са­ция

За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми бук­ва­ми.

AБ

Ответ:

14
Тип Д14 C14 № 701
i

Какое фи­зи­че­ское яв­ле­ние обу­слав­ли­ва­ет ра­бо­ту ночью си­стем на сол­неч­ных ба­та­ре­ях?

 

В про­фес­си­о­наль­ных кру­гах па­не­ли, пре­об­ра­зу­ю­щие сол­неч­ный свет в элек­тро­энер­гию, на­зы­ва­ют фо­то­элек­три­че­ски­ми пре­об­ра­зо­ва­те­ля­ми, ко­то­рые в раз­го­вор­ной речи или при на­пи­са­нии по­нят­ных для ши­ро­ких масс ста­тей при­ня­то на­зы­вать сол­неч­ны­ми ба­та­ре­я­ми. Прин­цип ра­бо­ты этих устройств, пер­вые ра­бо­чие эк­зем­пля­ры ко­то­рых по­яви­лись до­ста­точ­но давно. 25 ап­ре­ля 1954 года, спе­ци­а­ли­сты ком­па­нии Bell Laboratories за­яви­ли о со­зда­нии пер­вых сол­неч­ных ба­та­рей на ос­но­ве крем­ния для по­лу­че­ния элек­три­че­ско­го тока.

Не сек­рет, что p-n пе­ре­ход может пре­об­ра­зо­вы­вать свет в элек­тро­энер­гию. Можно про­ве­сти экс­пе­ри­мент с тран­зи­сто­ром со спи­лен­ной верх­ней крыш­кой, поз­во­ля­ю­щей свету па­дать на p-n пе­ре­ход. Под­клю­чив к нему вольт­метр, можно за­фик­си­ро­вать, как при об­лу­че­нии све­том такой тран­зи­стор вы­де­ля­ет ми­зер­ный элек­три­че­ский ток. А если уве­ли­чить пло­щадь p-n пе­ре­хо­да, что в таком слу­чае про­изой­дет? В ходе на­уч­ных экс­пе­ри­мен­тов про­шлых лет, спе­ци­а­ли­сты из­го­то­ви­ли p-n пе­ре­ход с пла­сти­на­ми боль­шой пло­ща­ди, вы­звав тем самым по­яв­ле­ние на свет фо­то­элек­три­че­ских пре­об­ра­зо­ва­те­лей, на­зы­ва­е­мых сол­неч­ны­ми ба­та­ре­я­ми.

Прин­цип дей­ствия со­вре­мен­ных сол­неч­ных ба­та­рей со­хра­нил­ся, не­смот­ря на мно­го­лет­нюю ис­то­рию их су­ще­ство­ва­ния. Усо­вер­шен­ство­ва­нию под­верг­лась лишь кон­струк­ция и ма­те­ри­а­лы, ис­поль­зу­е­мые в про­из­вод­стве, бла­го­да­ря ко­то­рым про­из­во­ди­те­ли по­сте­пен­но уве­ли­чи­ва­ют такой важ­ный па­ра­метр, как ко­эф­фи­ци­ент фо­то­элек­три­че­ско­го пре­об­ра­зо­ва­ния или КПД устрой­ства. Стоит также ска­зать, что ве­ли­чи­на вы­ход­но­го тока и на­пря­же­ния сол­неч­ной ба­та­реи на­пря­мую за­ви­сит от уров­ня внеш­ней осве­щен­но­сти, ко­то­рый воз­дей­ству­ет на неё.

На кар­тин­ке выше можно ви­деть, что верх­ний слой p-n пе­ре­хо­да, ко­то­рый об­ла­да­ет из­быт­ком элек­тро­нов, со­еди­нен с ме­тал­ли­че­ски­ми пла­сти­на­ми, вы­пол­ня­ю­щи­ми роль по­ло­жи­тель­но­го элек­тро­да, про­пус­ка­ю­щи­ми свет и при­да­ю­щи­ми эле­мен­ту до­пол­ни­тель­ную жест­кость. Ниж­ний слой в кон­струк­ции сол­неч­ной ба­та­реи имеет не­до­ста­ток элек­тро­нов и к нему при­кле­е­на сплош­ная ме­тал­ли­че­ская пла­сти­на, вы­пол­ня­ю­щая функ­цию от­ри­ца­тель­но­го элек­тро­да.

Счи­та­ет­ся, что в иде­а­ле сол­неч­ная ба­та­рея имеет близ­кий к 20 % КПД. Од­на­ко на прак­ти­ке он при­мер­но равен всего 10 %, при том, что для каких сол­неч­ных ба­та­рей боль­ше, для каких то мень­ше. В ос­нов­ном это за­ви­сит от тех­но­ло­гии, по ко­то­рой вы­пол­нен p-n пе­ре­ход. Са­мы­ми хо­до­вы­ми и име­ю­щи­ми наи­боль­ший про­цент КПД про­дол­жа­ют яв­лять­ся сол­неч­ные ба­та­реи, из­го­тов­лен­ные на ос­но­ве мо­но­кри­стал­ла или по­ли­кри­стал­ла крем­ния. При­чем вто­рые из-за от­но­си­тель­ной де­ше­виз­ны ста­но­вят­ся все рас­про­стра­нен­нее. К ка­ко­му типу кон­струк­ции сол­неч­ная ба­та­рея от­но­сит­ся можно опре­де­лить не­во­ору­жен­ным гла­зом. Мо­но­кри­стал­ли­че­ские све­то­пре­об­ра­зо­ва­те­ли имеют ис­клю­чи­тель­но чёрно-серый цвет, а мо­де­ли на ос­но­ве по­ли­кри­стал­ла крем­ния вы­де­ля­ет синяя по­верх­ность. По­ли­кри­стал­ли­че­ские сол­неч­ные ба­та­реи, из­го­тав­ли­ва­е­мые ме­то­дом литья, ока­за­лись более де­ше­вы­ми в про­из­вод­стве. Од­на­ко и у поли- и мо­но­кри­стал­ли­че­ских пла­стин есть один не­до­ста­ток  — кон­струк­ции сол­неч­ных ба­та­рей на их ос­но­ве не об­ла­да­ют гиб­ко­стью, ко­то­рая в не­ко­то­рых слу­ча­ях не по­ме­ша­ет.

Си­ту­а­ция ме­ня­ет­ся с по­яв­ле­ни­ем в 1975 году сол­неч­ной ба­та­реи на ос­но­ве аморф­но­го крем­ния, ак­тив­ный эле­мент ко­то­рых имеет тол­щи­ну от 0,5 до 1 мкм, обес­пе­чи­вая им гиб­кость. Тол­щи­на обыч­ных крем­ни­е­вых эле­мен­тов до­сти­га­ет 300 мкм. Од­на­ко, не­смот­ря на све­то­по­гло­ща­е­мость аморф­но­го крем­ния, ко­то­рая при­мер­но в 20 раз выше, чем у обыч­но­го, эф­фек­тив­ность сол­неч­ных ба­та­рей та­ко­го типа, а имен­но КПД не пре­вы­ша­ет 12 %. Для моно- и по­ли­кри­стал­ли­че­ских ва­ри­ан­тов при всем этом он может до­сти­гать 17 % и 15 % со­от­вет­ствен­но.

Чи­стый крем­ний в про­из­вод­стве пла­стин для сол­неч­ных ба­та­рей прак­ти­че­ски не ис­поль­зу­ет­ся. Чаще всего в ка­че­стве при­ме­сей для из­го­тов­ле­ния пла­сти­ны, вы­ра­ба­ты­ва­ю­щей по­ло­жи­тель­ный заряд, ис­поль­зу­ет­ся бор, а для от­ри­ца­тель­но за­ря­жен­ных пла­стин мы­шьяк. Кроме них при про­из­вод­стве сол­неч­ных ба­та­рей все чаще ис­поль­зу­ют­ся такие ком­по­нен­ты, как ар­се­нид, гал­лий, медь, кад­мий, тел­лу­рид, селен и дру­гие. Бла­го­да­ря ним сол­неч­ные ба­та­реи ста­но­вят­ся менее чув­стви­тель­ны­ми к пе­ре­па­дам окру­жа­ю­щих тем­пе­ра­тур.

В со­вре­мен­ном мире от­дель­но от дру­гих устройств сол­неч­ные ба­та­реи ис­поль­зу­ют­ся все реже, чаще пред­став­ляя собой так на­зы­ва­е­мые си­сте­мы. Учи­ты­вая, что фо­то­элек­три­че­ские эле­мен­ты вы­ра­ба­ты­ва­ют элек­три­че­ский ток толь­ко при пря­мом воз­дей­ствии сол­неч­ных лучей или света, ночью или в пас­мур­ный день они ста­но­вят­ся прак­ти­че­ски бес­по­лез­ны­ми. С си­сте­ма­ми на сол­неч­ных ба­та­ре­ях всё иначе. Они обо­ру­до­ва­ны ак­ку­му­ля­то­ром, спо­соб­ным на­кап­ли­вать элек­три­че­ский ток днем, когда сол­неч­ная ба­та­рея его вы­ра­ба­ты­ва­ет, а ночью, на­коп­лен­ный заряд может от­да­вать по­тре­би­те­лям.


Решения заданий с развернутым ответом не проверяются автоматически. Запишите решение на бумаге.
На следующей странице вам будет предложено проверить их самостоятельно.

15
Тип Д15 C15 № 702
i

В про­фес­си­о­наль­ных кру­гах па­не­ли, пре­об­ра­зу­ю­щие сол­неч­ный свет в элек­тро­энер­гию, на­зы­ва­ют фо­то­элек­три­че­ски­ми пре­об­ра­зо­ва­те­ля­ми, ко­то­рые в раз­го­вор­ной речи или при на­пи­са­нии по­нят­ных для ши­ро­ких масс ста­тей при­ня­то на­зы­вать сол­неч­ны­ми ба­та­ре­я­ми. Прин­цип ра­бо­ты этих устройств, пер­вые ра­бо­чие эк­зем­пля­ры ко­то­рых по­яви­лись до­ста­точ­но давно. 25 ап­ре­ля 1954 года, спе­ци­а­ли­сты ком­па­нии Bell Laboratories за­яви­ли о со­зда­нии пер­вых сол­неч­ных ба­та­рей на ос­но­ве крем­ния для по­лу­че­ния элек­три­че­ско­го тока.

Не сек­рет, что p-n пе­ре­ход может пре­об­ра­зо­вы­вать свет в элек­тро­энер­гию. Можно про­ве­сти экс­пе­ри­мент с тран­зи­сто­ром со спи­лен­ной верх­ней крыш­кой, поз­во­ля­ю­щей свету па­дать на p-n пе­ре­ход. Под­клю­чив к нему вольт­метр, можно за­фик­си­ро­вать, как при об­лу­че­нии све­том такой тран­зи­стор вы­де­ля­ет ми­зер­ный элек­три­че­ский ток. А если уве­ли­чить пло­щадь p-n пе­ре­хо­да, что в таком слу­чае про­изой­дет? В ходе на­уч­ных экс­пе­ри­мен­тов про­шлых лет, спе­ци­а­ли­сты из­го­то­ви­ли p-n пе­ре­ход с пла­сти­на­ми боль­шой пло­ща­ди, вы­звав тем самым по­яв­ле­ние на свет фо­то­элек­три­че­ских пре­об­ра­зо­ва­те­лей, на­зы­ва­е­мых сол­неч­ны­ми ба­та­ре­я­ми.

Прин­цип дей­ствия со­вре­мен­ных сол­неч­ных ба­та­рей со­хра­нил­ся, не­смот­ря на мно­го­лет­нюю ис­то­рию их су­ще­ство­ва­ния. Усо­вер­шен­ство­ва­нию под­верг­лась лишь кон­струк­ция и ма­те­ри­а­лы, ис­поль­зу­е­мые в про­из­вод­стве, бла­го­да­ря ко­то­рым про­из­во­ди­те­ли по­сте­пен­но уве­ли­чи­ва­ют такой важ­ный па­ра­метр, как ко­эф­фи­ци­ент фо­то­элек­три­че­ско­го пре­об­ра­зо­ва­ния или КПД устрой­ства. Стоит также ска­зать, что ве­ли­чи­на вы­ход­но­го тока и на­пря­же­ния сол­неч­ной ба­та­реи на­пря­мую за­ви­сит от уров­ня внеш­ней осве­щен­но­сти, ко­то­рый воз­дей­ству­ет на неё.

На кар­тин­ке выше можно ви­деть, что верх­ний слой p-n пе­ре­хо­да, ко­то­рый об­ла­да­ет из­быт­ком элек­тро­нов, со­еди­нен с ме­тал­ли­че­ски­ми пла­сти­на­ми, вы­пол­ня­ю­щи­ми роль по­ло­жи­тель­но­го элек­тро­да, про­пус­ка­ю­щи­ми свет и при­да­ю­щи­ми эле­мен­ту до­пол­ни­тель­ную жест­кость. Ниж­ний слой в кон­струк­ции сол­неч­ной ба­та­реи имеет не­до­ста­ток элек­тро­нов и к нему при­кле­е­на сплош­ная ме­тал­ли­че­ская пла­сти­на, вы­пол­ня­ю­щая функ­цию от­ри­ца­тель­но­го элек­тро­да.

Счи­та­ет­ся, что в иде­а­ле сол­неч­ная ба­та­рея имеет близ­кий к 20 % КПД. Од­на­ко на прак­ти­ке он при­мер­но равен всего 10 %, при том, что для каких сол­неч­ных ба­та­рей боль­ше, для каких то мень­ше. В ос­нов­ном это за­ви­сит от тех­но­ло­гии, по ко­то­рой вы­пол­нен p-n пе­ре­ход. Са­мы­ми хо­до­вы­ми и име­ю­щи­ми наи­боль­ший про­цент КПД про­дол­жа­ют яв­лять­ся сол­неч­ные ба­та­реи, из­го­тов­лен­ные на ос­но­ве мо­но­кри­стал­ла или по­ли­кри­стал­ла крем­ния. При­чем вто­рые из-за от­но­си­тель­ной де­ше­виз­ны ста­но­вят­ся все рас­про­стра­нен­нее. К ка­ко­му типу кон­струк­ции сол­неч­ная ба­та­рея от­но­сит­ся можно опре­де­лить не­во­ору­жен­ным гла­зом. Мо­но­кри­стал­ли­че­ские све­то­пре­об­ра­зо­ва­те­ли имеют ис­клю­чи­тель­но чёрно-серый цвет, а мо­де­ли на ос­но­ве по­ли­кри­стал­ла крем­ния вы­де­ля­ет синяя по­верх­ность. По­ли­кри­стал­ли­че­ские сол­неч­ные ба­та­реи, из­го­тав­ли­ва­е­мые ме­то­дом литья, ока­за­лись более де­ше­вы­ми в про­из­вод­стве. Од­на­ко и у поли- и мо­но­кри­стал­ли­че­ских пла­стин есть один не­до­ста­ток  — кон­струк­ции сол­неч­ных ба­та­рей на их ос­но­ве не об­ла­да­ют гиб­ко­стью, ко­то­рая в не­ко­то­рых слу­ча­ях не по­ме­ша­ет.

Си­ту­а­ция ме­ня­ет­ся с по­яв­ле­ни­ем в 1975 году сол­неч­ной ба­та­реи на ос­но­ве аморф­но­го крем­ния, ак­тив­ный эле­мент ко­то­рых имеет тол­щи­ну от 0,5 до 1 мкм, обес­пе­чи­вая им гиб­кость. Тол­щи­на обыч­ных крем­ни­е­вых эле­мен­тов до­сти­га­ет 300 мкм. Од­на­ко, не­смот­ря на све­то­по­гло­ща­е­мость аморф­но­го крем­ния, ко­то­рая при­мер­но в 20 раз выше, чем у обыч­но­го, эф­фек­тив­ность сол­неч­ных ба­та­рей та­ко­го типа, а имен­но КПД не пре­вы­ша­ет 12 %. Для моно- и по­ли­кри­стал­ли­че­ских ва­ри­ан­тов при всем этом он может до­сти­гать 17 % и 15 % со­от­вет­ствен­но.

Чи­стый крем­ний в про­из­вод­стве пла­стин для сол­неч­ных ба­та­рей прак­ти­че­ски не ис­поль­зу­ет­ся. Чаще всего в ка­че­стве при­ме­сей для из­го­тов­ле­ния пла­сти­ны, вы­ра­ба­ты­ва­ю­щей по­ло­жи­тель­ный заряд, ис­поль­зу­ет­ся бор, а для от­ри­ца­тель­но за­ря­жен­ных пла­стин мы­шьяк. Кроме них при про­из­вод­стве сол­неч­ных ба­та­рей все чаще ис­поль­зу­ют­ся такие ком­по­нен­ты, как ар­се­нид, гал­лий, медь, кад­мий, тел­лу­рид, селен и дру­гие. Бла­го­да­ря ним сол­неч­ные ба­та­реи ста­но­вят­ся менее чув­стви­тель­ны­ми к пе­ре­па­дам окру­жа­ю­щих тем­пе­ра­тур.

В со­вре­мен­ном мире от­дель­но от дру­гих устройств сол­неч­ные ба­та­реи ис­поль­зу­ют­ся все реже, чаще пред­став­ляя собой так на­зы­ва­е­мые си­сте­мы. Учи­ты­вая, что фо­то­элек­три­че­ские эле­мен­ты вы­ра­ба­ты­ва­ют элек­три­че­ский ток толь­ко при пря­мом воз­дей­ствии сол­неч­ных лучей или света, ночью или в пас­мур­ный день они ста­но­вят­ся прак­ти­че­ски бес­по­лез­ны­ми. С си­сте­ма­ми на сол­неч­ных ба­та­ре­ях всё иначе. Они обо­ру­до­ва­ны ак­ку­му­ля­то­ром, спо­соб­ным на­кап­ли­вать элек­три­че­ский ток днем, когда сол­неч­ная ба­та­рея его вы­ра­ба­ты­ва­ет, а ночью, на­коп­лен­ный заряд может от­да­вать по­тре­би­те­лям.

 

Вы­бе­ри­те из пред­ло­жен­но­го пе­реч­ня два вер­ных утвер­жде­ния и за­пи­ши­те но­ме­ра, под ко­то­ры­ми они ука­за­ны.

 

1.  Пер­вые сол­неч­ные ба­та­реи по­яви­лись в 21 веке.

2.  КПД сол­неч­ной ба­та­реи 20%.

3.  Чаще всего в ка­че­стве при­ме­сей для из­го­тов­ле­ния пла­сти­ны, вы­ра­ба­ты­ва­ю­щей по­ло­жи­тель­ный заряд, ис­поль­зу­ет­ся бор, а для от­ри­ца­тель­но за­ря­жен­ных пла­стин мы­шьяк.

4.  Чаще всего в ка­че­стве при­ме­сей для из­го­тов­ле­ния от­ри­ца­тель­но за­ря­жен­ных пла­стин ис­поль­зу­ет­ся мы­шьяк.


Решения заданий с развернутым ответом не проверяются автоматически. Запишите решение на бумаге.
На следующей странице вам будет предложено проверить их самостоятельно.

16
Тип Д16 C3 № 703
i

Какой из при­ве­ден­ных в таб­ли­це ди­элек­три­ков об­ла­да­ет самой вы­со­кой про­бив­ной на­пря­жен­но­стью?

 

Элек­тро­изо­ля­ци­он­ны­ми на­зы­ва­ют­ся ве­ще­ства  — ди­элек­три­ки, об­ла­да­ю­щие ни­чтож­ной элек­три­че­ской про­во­ди­мо­стью, спо­соб­ные по­ля­ри­зо­вать­ся в элек­три­че­ском поле . В них воз­мож­но дли­тель­ное су­ще­ство­ва­ние элек­тро­ста­ти­че­ско­го поля и на­коп­ле­ние по­тен­ци­аль­ной элек­три­че­ской энер­гии. У элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов же­ла­тель­ны боль­шое удель­ное объёмное со­про­тив­ле­ние(чет­вер­тый стол­бец в таб­ли­це), вы­со­кое про­бив­ную на­пря­жен­ность(вто­рой стол­бец в таб­ли­це), малый тан­генс ди­элек­три­че­ских по­терь и малая ди­элек­три­че­ская про­ни­ца­е­мость(тре­тий стол­бец в таб­ли­це). Важно, чтобы вы­ше­пе­ре­чис­лен­ные па­ра­мет­ры были ста­биль­ны во вре­ме­ни и по тем­пе­ра­ту­ре, а ино­гда и по ча­сто­те элек­три­че­ско­го поля.

Элек­тро­изо­ля­ци­он­ные ма­те­ри­а­лы можно под­раз­де­лить:

1.  Га­зо­об­раз­ные

2.  Жид­кие

3.  Твёрдые

По про­ис­хож­де­нию:

1.  При­род­ные не­ор­га­ни­че­ские

2.  Ис­кус­ствен­ные не­ор­га­ни­че­ские

3.  Есте­ствен­ные ор­га­ни­че­ские

4.  Син­те­ти­че­ские ор­га­ни­че­ские

Га­зо­об­раз­ные. У всех га­зо­об­раз­ных элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов ди­элек­три­че­ская про­ни­ца­е­мость близ­ка к 1 и тан­генс ди­элек­три­че­ских по­терь так же мал, зато мало и на­пря­же­ние про­боя. Чаще всего в ка­че­стве га­зо­об­раз­но­го изо­ля­то­ра ис­поль­зу­ют воз­дух, од­на­ко в по­след­нее время всё боль­шее при­ме­не­ние на­хо­дит эле­газ (гек­сафто­рид серы, SF6), об­ла­да­ю­щий почти втрое бо́льшим на­пря­же­ни­ем про­боя и зна­чи­тель­но более вы­со­кой ду­го­га­си­тель­ной спо­соб­но­стью. Ино­гда для из­го­тов­ле­ния элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов при­ме­ня­ют со­че­та­ние га­зо­об­раз­ных и ор­га­ни­че­ских ма­те­ри­а­лов.

Жид­кие  — чаще всего ис­поль­зу­ют в транс­фор­ма­то­рах, вы­клю­ча­те­лях, ка­бе­лях, вво­дах для элек­три­че­ской изо­ля­ции и в кон­ден­са­то­рах. Причём в транс­фор­ма­то­рах эти ди­элек­три­ки яв­ля­ют­ся од­но­вре­мен­но и охла­жда­ю­щи­ми жид­ко­стя­ми, а в вы­клю­ча­те­лях − и как ду­го­га­ся­щая среда. В ка­че­стве жид­ких ди­элек­три­че­ских ма­те­ри­а­лов пре­жде всего ис­поль­зу­ет­ся транс­фор­ма­тор­ное масло, кон­ден­са­тор­ное масло, ка­сто­ро­вое масло, син­те­ти­че­ские жид­ко­сти ( со­втол ). При­род­ные не­ор­га­ни­че­ские  — наи­бо­лее рас­про­странённый ма­те­ри­ал слюда, она об­ла­да­ет гиб­ко­стью при со­хра­не­нии проч­но­сти, хо­ро­шо рас­щеп­ля­ет­ся, что поз­во­ля­ет по­лу­чить тон­кие пла­сти­ны. Хи­ми­че­ски стой­ка и на­гре­во­стой­ка. В ка­че­стве элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов ис­поль­зу­ют му­ско­вит и фло­го­пит, од­на­ко му­ско­вит всё же лучше.

Ис­кус­ствен­ные не­ор­га­ни­че­ские: хо­ро­шим со­про­тив­ле­ни­ем изо­ля­ции об­ла­да­ют ма­ло­ще­лоч­ные стёкла, стек­ло­во­лок­но, си­талл, но ос­нов­ным элек­тро­изо­ля­ци­он­ным ма­те­ри­а­лом всё же яв­ля­ет­ся фар­фор (по­ле­во­шпа­то­вая ке­ра­ми­ка). Эта ке­ра­ми­ка ши­ро­ко ис­поль­зу­ет­ся для изо­ля­то­ров то­ко­не­су­щих про­во­дов вы­со­ко­го на­пря­же­ния, про­ход­ных изо­ля­то­ров, бу­шин­гов и т. д. Од­на­ко из-за вы­со­ко­го тан­ген­са ди­элек­три­че­ских по­терь не го­дит­ся для вы­со­ко­ча­стот­ных изо­ля­то­ров. Для дру­гих более узких задач ис­поль­зу­ет­ся ке­ра­ми­ка  — фор­сте­ри­то­вая, гли­нозёми­стая, кор­ди­ери­то­вая и т. д.

Есте­ствен­ные ор­га­ни­че­ские: в по­след­нее время в связи с рас­ши­ре­ни­ем про­из­вод­ства син­те­ти­че­ских элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов их при­ме­не­ние со­кра­ща­ет­ся. Вы­де­лить можно сле­ду­ю­щие  — цел­лю­ло­за, па­ра­фин, пек, ка­у­чук, ян­тарь и дру­гие при­род­ные смолы, из жид­ких - ка­сто­ро­вое масло.

Син­те­ти­че­ские ор­га­ни­че­ские: боль­шая часть дан­но­го ма­те­ри­а­ла при­хо­дит­ся на долю вы­со­ко­мо­ле­ку­ляр­ных хи­ми­че­ских со­еди­не­ний  — пласт­масс, а так же эла­сто­ме­ров. Су­ще­ству­ют так же син­те­ти­че­ские ди­элек­три­че­ские жид­ко­сти (см. Со­втол ).

 

Ди­элек­трикEпр,
104 В/см
ερ υ,
Ом · м
Бу­ма­га, про­пи­тан­ная мас­лом100—2503,6
Воз­дух301
Ге­ти­накс100—1504—7108—1010
Ми­ка­нит150—4005—6109—1011
По­ли­ви­нил­хло­рид3253,21012
Ре­зи­на150—2003—61011—1012
Стек­ло100—1506—101012
Слюда500—10005,45 · 1011
Совол1505,31011—1012
Транс­фор­ма­тор­ное масло50—1802—2,55 · 1012—5 · 1013
Фар­фор150—2005,51012—1013
Элек­тро­кар­тон80—1203—5106—108

 

Смолы при низ­ких тем­пе­ра­ту­рах  — это аморф­ные стек­ло­об­раз­ные массы. При на­гре­ве они раз­мяг­ча­ют­ся и ста­но­вят­ся пла­стич­ны­ми, а затем жид­ки­ми. Смолы не гиг­ро­ско­пич­ны и не рас­тво­ря­ют­ся в воде, но рас­тво­ря­ют­ся в спир­те и дру­гих рас­тво­ри­те­лях. Смолы яв­ля­ют­ся важ­ней­шей со­став­ной ча­стью мно­гих лаков, ком­паун­дов, пласт­масс, пле­нок. При­род­ные смолы  — это про­дукт жиз­не­де­я­тель­но­сти не­ко­то­рых на­се­ко­мых (на­при­мер, шел­лак) или рас­те­ний  — смо­ло­но­сов. Наи­боль­шее зна­че­ние имеют син­те­ти­че­ские смолы, на­при­мер по­ли­эти­лен, по­ли­ви­нил­хло­рид, ко­то­рые при­ме­ня­ют­ся для изо­ля­ции про­во­дов, ка­бе­лей, для за­щит­ных по­кры­тий, для из­го­тов­ле­ния лаков.


Решения заданий с развернутым ответом не проверяются автоматически. Запишите решение на бумаге.
На следующей странице вам будет предложено проверить их самостоятельно.

17
Тип Д17 № 704
i

Во сколь­ко раз удель­ное объ­ем­ное со­про­тив­ле­ние транс­фор­ма­тор­но­го масла боль­ше фар­фо­ра? Ответ округ­ли­те до целых.

 

Элек­тро­изо­ля­ци­он­ны­ми на­зы­ва­ют­ся ве­ще­ства  — ди­элек­три­ки, об­ла­да­ю­щие ни­чтож­ной элек­три­че­ской про­во­ди­мо­стью, спо­соб­ные по­ля­ри­зо­вать­ся в элек­три­че­ском поле . В них воз­мож­но дли­тель­ное су­ще­ство­ва­ние элек­тро­ста­ти­че­ско­го поля и на­коп­ле­ние по­тен­ци­аль­ной элек­три­че­ской энер­гии. У элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов же­ла­тель­ны боль­шое удель­ное объёмное со­про­тив­ле­ние(чет­вер­тый стол­бец в таб­ли­це), вы­со­кое про­бив­ную на­пря­жен­ность(вто­рой стол­бец в таб­ли­це), малый тан­генс ди­элек­три­че­ских по­терь и малая ди­элек­три­че­ская про­ни­ца­е­мость(тре­тий стол­бец в таб­ли­це). Важно, чтобы вы­ше­пе­ре­чис­лен­ные па­ра­мет­ры были ста­биль­ны во вре­ме­ни и по тем­пе­ра­ту­ре, а ино­гда и по ча­сто­те элек­три­че­ско­го поля.

Элек­тро­изо­ля­ци­он­ные ма­те­ри­а­лы можно под­раз­де­лить:

1.  Га­зо­об­раз­ные

2.  Жид­кие

3.  Твёрдые

По про­ис­хож­де­нию:

1.  При­род­ные не­ор­га­ни­че­ские

2.  Ис­кус­ствен­ные не­ор­га­ни­че­ские

3.  Есте­ствен­ные ор­га­ни­че­ские

4.  Син­те­ти­че­ские ор­га­ни­че­ские

Га­зо­об­раз­ные. У всех га­зо­об­раз­ных элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов ди­элек­три­че­ская про­ни­ца­е­мость близ­ка к 1 и тан­генс ди­элек­три­че­ских по­терь так же мал, зато мало и на­пря­же­ние про­боя. Чаще всего в ка­че­стве га­зо­об­раз­но­го изо­ля­то­ра ис­поль­зу­ют воз­дух, од­на­ко в по­след­нее время всё боль­шее при­ме­не­ние на­хо­дит эле­газ (гек­сафто­рид серы, SF6), об­ла­да­ю­щий почти втрое бо́льшим на­пря­же­ни­ем про­боя и зна­чи­тель­но более вы­со­кой ду­го­га­си­тель­ной спо­соб­но­стью. Ино­гда для из­го­тов­ле­ния элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов при­ме­ня­ют со­че­та­ние га­зо­об­раз­ных и ор­га­ни­че­ских ма­те­ри­а­лов.

Жид­кие  — чаще всего ис­поль­зу­ют в транс­фор­ма­то­рах, вы­клю­ча­те­лях, ка­бе­лях, вво­дах для элек­три­че­ской изо­ля­ции и в кон­ден­са­то­рах. Причём в транс­фор­ма­то­рах эти ди­элек­три­ки яв­ля­ют­ся од­но­вре­мен­но и охла­жда­ю­щи­ми жид­ко­стя­ми, а в вы­клю­ча­те­лях − и как ду­го­га­ся­щая среда. В ка­че­стве жид­ких ди­элек­три­че­ских ма­те­ри­а­лов пре­жде всего ис­поль­зу­ет­ся транс­фор­ма­тор­ное масло, кон­ден­са­тор­ное масло, ка­сто­ро­вое масло, син­те­ти­че­ские жид­ко­сти ( со­втол ). При­род­ные не­ор­га­ни­че­ские  — наи­бо­лее рас­про­странённый ма­те­ри­ал слюда, она об­ла­да­ет гиб­ко­стью при со­хра­не­нии проч­но­сти, хо­ро­шо рас­щеп­ля­ет­ся, что поз­во­ля­ет по­лу­чить тон­кие пла­сти­ны. Хи­ми­че­ски стой­ка и на­гре­во­стой­ка. В ка­че­стве элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов ис­поль­зу­ют му­ско­вит и фло­го­пит, од­на­ко му­ско­вит всё же лучше.

Ис­кус­ствен­ные не­ор­га­ни­че­ские: хо­ро­шим со­про­тив­ле­ни­ем изо­ля­ции об­ла­да­ют ма­ло­ще­лоч­ные стёкла, стек­ло­во­лок­но, си­талл, но ос­нов­ным элек­тро­изо­ля­ци­он­ным ма­те­ри­а­лом всё же яв­ля­ет­ся фар­фор (по­ле­во­шпа­то­вая ке­ра­ми­ка). Эта ке­ра­ми­ка ши­ро­ко ис­поль­зу­ет­ся для изо­ля­то­ров то­ко­не­су­щих про­во­дов вы­со­ко­го на­пря­же­ния, про­ход­ных изо­ля­то­ров, бу­шин­гов и т. д. Од­на­ко из-за вы­со­ко­го тан­ген­са ди­элек­три­че­ских по­терь не го­дит­ся для вы­со­ко­ча­стот­ных изо­ля­то­ров. Для дру­гих более узких задач ис­поль­зу­ет­ся ке­ра­ми­ка  — фор­сте­ри­то­вая, гли­нозёми­стая, кор­ди­ери­то­вая и т. д.

Есте­ствен­ные ор­га­ни­че­ские: в по­след­нее время в связи с рас­ши­ре­ни­ем про­из­вод­ства син­те­ти­че­ских элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов их при­ме­не­ние со­кра­ща­ет­ся. Вы­де­лить можно сле­ду­ю­щие  — цел­лю­ло­за, па­ра­фин, пек, ка­у­чук, ян­тарь и дру­гие при­род­ные смолы, из жид­ких - ка­сто­ро­вое масло.

Син­те­ти­че­ские ор­га­ни­че­ские: боль­шая часть дан­но­го ма­те­ри­а­ла при­хо­дит­ся на долю вы­со­ко­мо­ле­ку­ляр­ных хи­ми­че­ских со­еди­не­ний  — пласт­масс, а так же эла­сто­ме­ров. Су­ще­ству­ют так же син­те­ти­че­ские ди­элек­три­че­ские жид­ко­сти ( см. Со­втол ).

 

Ди­элек­трикEпр,
104 В/см
ερ υ,
Ом · м
Бу­ма­га, про­пи­тан­ная мас­лом100—2503,6
Воз­дух301
Ге­ти­накс100—1504—7108—1010
Ми­ка­нит150—4005—6109—1011
По­ли­ви­нил­хло­рид3253,21012
Ре­зи­на150—2003—61011—1012
Стек­ло100—1506—101012
Слюда500—10005,45 · 1011
Совол1505,31011—1012
Транс­фор­ма­тор­ное масло50—1802—2,55 · 1012—5 · 1013
Фар­фор150—2005,51012—1013
Элек­тро­кар­тон80—1203—5106—108

 

Смолы при низ­ких тем­пе­ра­ту­рах  — это аморф­ные стек­ло­об­раз­ные массы. При на­гре­ве они раз­мяг­ча­ют­ся и ста­но­вят­ся пла­стич­ны­ми, а затем жид­ки­ми. Смолы не гиг­ро­ско­пич­ны и не рас­тво­ря­ют­ся в воде, но рас­тво­ря­ют­ся в спир­те и дру­гих рас­тво­ри­те­лях. Смолы яв­ля­ют­ся важ­ней­шей со­став­ной ча­стью мно­гих лаков, ком­паун­дов, пласт­масс, пле­нок. При­род­ные смолы  — это про­дукт жиз­не­де­я­тель­но­сти не­ко­то­рых на­се­ко­мых (на­при­мер, шел­лак) или рас­те­ний  — смо­ло­но­сов. Наи­боль­шее зна­че­ние имеют син­те­ти­че­ские смолы, на­при­мер по­ли­эти­лен, по­ли­ви­нил­хло­рид, ко­то­рые при­ме­ня­ют­ся для изо­ля­ции про­во­дов, ка­бе­лей, для за­щит­ных по­кры­тий, для из­го­тов­ле­ния лаков.


Ответ:

18
Тип Д18 C9 № 705
i

Яв­ля­ет­ся ли шел­лак ди­элек­три­ком? Ответ по­яс­ни­те.

 

Элек­тро­изо­ля­ци­он­ны­ми на­зы­ва­ют­ся ве­ще­ства  — ди­элек­три­ки, об­ла­да­ю­щие ни­чтож­ной элек­три­че­ской про­во­ди­мо­стью, спо­соб­ные по­ля­ри­зо­вать­ся в элек­три­че­ском поле . В них воз­мож­но дли­тель­ное су­ще­ство­ва­ние элек­тро­ста­ти­че­ско­го поля и на­коп­ле­ние по­тен­ци­аль­ной элек­три­че­ской энер­гии. У элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов же­ла­тель­ны боль­шое удель­ное объёмное со­про­тив­ле­ние(чет­вер­тый стол­бец в таб­ли­це), вы­со­кое про­бив­ную на­пря­жен­ность(вто­рой стол­бец в таб­ли­це), малый тан­генс ди­элек­три­че­ских по­терь и малая ди­элек­три­че­ская про­ни­ца­е­мость(тре­тий стол­бец в таб­ли­це). Важно, чтобы вы­ше­пе­ре­чис­лен­ные па­ра­мет­ры были ста­биль­ны во вре­ме­ни и по тем­пе­ра­ту­ре, а ино­гда и по ча­сто­те элек­три­че­ско­го поля.

Элек­тро­изо­ля­ци­он­ные ма­те­ри­а­лы можно под­раз­де­лить:

1.  Га­зо­об­раз­ные

2.  Жид­кие

3.  Твёрдые

По про­ис­хож­де­нию:

1.  При­род­ные не­ор­га­ни­че­ские

2.  Ис­кус­ствен­ные не­ор­га­ни­че­ские

3.  Есте­ствен­ные ор­га­ни­че­ские

4.  Син­те­ти­че­ские ор­га­ни­че­ские

Га­зо­об­раз­ные. У всех га­зо­об­раз­ных элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов ди­элек­три­че­ская про­ни­ца­е­мость близ­ка к 1 и тан­генс ди­элек­три­че­ских по­терь так же мал, зато мало и на­пря­же­ние про­боя. Чаще всего в ка­че­стве га­зо­об­раз­но­го изо­ля­то­ра ис­поль­зу­ют воз­дух, од­на­ко в по­след­нее время всё боль­шее при­ме­не­ние на­хо­дит эле­газ (гек­сафто­рид серы, SF6), об­ла­да­ю­щий почти втрое бо́льшим на­пря­же­ни­ем про­боя и зна­чи­тель­но более вы­со­кой ду­го­га­си­тель­ной спо­соб­но­стью. Ино­гда для из­го­тов­ле­ния элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов при­ме­ня­ют со­че­та­ние га­зо­об­раз­ных и ор­га­ни­че­ских ма­те­ри­а­лов.

Жид­кие  — чаще всего ис­поль­зу­ют в транс­фор­ма­то­рах, вы­клю­ча­те­лях, ка­бе­лях, вво­дах для элек­три­че­ской изо­ля­ции и в кон­ден­са­то­рах. Причём в транс­фор­ма­то­рах эти ди­элек­три­ки яв­ля­ют­ся од­но­вре­мен­но и охла­жда­ю­щи­ми жид­ко­стя­ми, а в вы­клю­ча­те­лях − и как ду­го­га­ся­щая среда. В ка­че­стве жид­ких ди­элек­три­че­ских ма­те­ри­а­лов пре­жде всего ис­поль­зу­ет­ся транс­фор­ма­тор­ное масло, кон­ден­са­тор­ное масло, ка­сто­ро­вое масло, син­те­ти­че­ские жид­ко­сти ( со­втол ). При­род­ные не­ор­га­ни­че­ские  — наи­бо­лее рас­про­странённый ма­те­ри­ал слюда, она об­ла­да­ет гиб­ко­стью при со­хра­не­нии проч­но­сти, хо­ро­шо рас­щеп­ля­ет­ся, что поз­во­ля­ет по­лу­чить тон­кие пла­сти­ны. Хи­ми­че­ски стой­ка и на­гре­во­стой­ка. В ка­че­стве элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов ис­поль­зу­ют му­ско­вит и фло­го­пит, од­на­ко му­ско­вит всё же лучше.

Ис­кус­ствен­ные не­ор­га­ни­че­ские: хо­ро­шим со­про­тив­ле­ни­ем изо­ля­ции об­ла­да­ют ма­ло­ще­лоч­ные стёкла, стек­ло­во­лок­но, си­талл, но ос­нов­ным элек­тро­изо­ля­ци­он­ным ма­те­ри­а­лом всё же яв­ля­ет­ся фар­фор (по­ле­во­шпа­то­вая ке­ра­ми­ка). Эта ке­ра­ми­ка ши­ро­ко ис­поль­зу­ет­ся для изо­ля­то­ров то­ко­не­су­щих про­во­дов вы­со­ко­го на­пря­же­ния, про­ход­ных изо­ля­то­ров, бу­шин­гов и т. д. Од­на­ко из-за вы­со­ко­го тан­ген­са ди­элек­три­че­ских по­терь не го­дит­ся для вы­со­ко­ча­стот­ных изо­ля­то­ров. Для дру­гих более узких задач ис­поль­зу­ет­ся ке­ра­ми­ка  — фор­сте­ри­то­вая, гли­нозёми­стая, кор­ди­ери­то­вая и т. д.

Есте­ствен­ные ор­га­ни­че­ские: в по­след­нее время в связи с рас­ши­ре­ни­ем про­из­вод­ства син­те­ти­че­ских элек­тро­изо­ля­ци­он­ных ма­те­ри­а­лов их при­ме­не­ние со­кра­ща­ет­ся. Вы­де­лить можно сле­ду­ю­щие  — цел­лю­ло­за, па­ра­фин, пек, ка­у­чук, ян­тарь и дру­гие при­род­ные смолы, из жид­ких - ка­сто­ро­вое масло.

Син­те­ти­че­ские ор­га­ни­че­ские: боль­шая часть дан­но­го ма­те­ри­а­ла при­хо­дит­ся на долю вы­со­ко­мо­ле­ку­ляр­ных хи­ми­че­ских со­еди­не­ний  — пласт­масс, а так же эла­сто­ме­ров. Су­ще­ству­ют так же син­те­ти­че­ские ди­элек­три­че­ские жид­ко­сти ( см. Со­втол ).

 

Ди­элек­трикEпр,
104 В/см
ερ υ,
Ом · м
Бу­ма­га, про­пи­тан­ная мас­лом100—2503,6
Воз­дух301
Ге­ти­накс100—1504—7108—1010
Ми­ка­нит150—4005—6109—1011
По­ли­ви­нил­хло­рид3253,21012
Ре­зи­на150—2003—61011—1012
Стек­ло100—1506—101012
Слюда500—10005,45 · 1011
Совол1505,31011—1012
Транс­фор­ма­тор­ное масло50—1802—2,55 · 1012—5 · 1013
Фар­фор150—2005,51012—1013
Элек­тро­кар­тон80—1203—5106—108

 

Смолы при низ­ких тем­пе­ра­ту­рах  — это аморф­ные стек­ло­об­раз­ные массы. При на­гре­ве они раз­мяг­ча­ют­ся и ста­но­вят­ся пла­стич­ны­ми, а затем жид­ки­ми. Смолы не гиг­ро­ско­пич­ны и не рас­тво­ря­ют­ся в воде, но рас­тво­ря­ют­ся в спир­те и дру­гих рас­тво­ри­те­лях. Смолы яв­ля­ют­ся важ­ней­шей со­став­ной ча­стью мно­гих лаков, ком­паун­дов, пласт­масс, пле­нок. При­род­ные смолы  — это про­дукт жиз­не­де­я­тель­но­сти не­ко­то­рых на­се­ко­мых (на­при­мер, шел­лак) или рас­те­ний  — смо­ло­но­сов. Наи­боль­шее зна­че­ние имеют син­те­ти­че­ские смолы, на­при­мер по­ли­эти­лен, по­ли­ви­нил­хло­рид, ко­то­рые при­ме­ня­ют­ся для изо­ля­ции про­во­дов, ка­бе­лей, для за­щит­ных по­кры­тий, для из­го­тов­ле­ния лаков.


Решения заданий с развернутым ответом не проверяются автоматически. Запишите решение на бумаге.
На следующей странице вам будет предложено проверить их самостоятельно.
Завершить работу, свериться с ответами, увидеть решения.