電工材料分類

材料是具有特定成分、結構和特性的物體，旨在執行特定功能。材料可以具有不同的聚集狀態：固體、液體、氣體或等離子體。

材料執行的功能多種多樣：確保電流流動（在導電材料中）、在機械負載下保持一定的形狀（在結構材料中）、提供絕緣（在介電材料中）、將電能轉化為熱能（在電阻材料中） .通常，材料具有多種功能。例如，電介質必然會承受某種機械應力，也就是說，它是一種結構材料。

材料科學——一門研究材料的組成、結構、特性、材料在各種影響下的行為：熱、電、磁等，以及這些影響何時結合的科學。

電氣材料——這是材料科學的一個分支，涉及電氣工程和能源材料，即具有設計、製造和操作電氣設備所需的特定性能的材料。

材料在能源領域發揮著至關重要的作用。例如高壓線路的絕緣體。歷史上最早問世的是瓷絕緣子。他們的生產技術非常複雜和反复無常。絕緣體非常笨重。我們學會了使用玻璃——玻璃絕緣體出現了。它們更輕、更便宜並且更容易診斷。最後，最近的發明是矽橡膠絕緣體。

第一個橡膠絕緣子不是很成功。隨著時間的推移，它們的表面會形成微裂紋，灰塵會在其中積聚，形成導電痕跡，然後絕緣體會破裂。在外部大氣影響條件下，對絕緣體在高壓線路 (OHL) 導體電場中的行為進行了詳細研究，從而可以選擇多種添加劑來提高對大氣影響的抵抗力、抗污染性和作用放電。因此，現在已經為各種工作電壓水平創造了一整套輕型、耐用的絕緣體。

相比之下，1150 kV 架空線路的懸式絕緣子的重量與支架之間距離內的電線重量相當，達數噸。這迫使安裝額外的平行絕緣子串，從而增加了支撐件上的負載。它需要使用更耐用的，這意味著更堅固的支撐。這增加了材料的消耗，支撐的大重量顯著增加了安裝成本。作為參考，安裝成本高達電力線建設成本的 70%。該示例顯示了一個結構元素如何影響整個結構。

因此， 電氣材料 (ETM) 是每個技術和經濟性能的決定因素之一 動力系統.

能源工業中使用的主要材料可分為幾類——它們是導電材料、磁性材料和介電材料。它們之間的共同點是它們在電壓條件下工作，因此在電場中工作。

電線材料

導電材料被稱為主要電學性能為導電性的材料，這一點相對於其他電工材料而言具有很高的顯著性。它們在技術上的應用主要是由於這種特性，決定了常溫下的高比電導率。

固體和液體，在適當的條件下，氣體都可以用作電流的導體。在電氣工程中實際使用的最重要的固體導電材料是金屬及其合金。

液體導體包括熔融金屬和各種電解質。但是，對於大多數金屬來說，熔點都很高，只有汞，其熔點約為-39°C，可以用作常溫下的液態金屬導體。其他金屬在高溫下是液體導體。

氣體和蒸汽，包括金屬氣體和蒸汽，都不是低電場強度的導體。但是，如果場強超過某個臨界值以確保發生衝擊和光電離，則氣體可以成為具有電子和離子導電性的導體。高度電離的氣體，每單位體積的電子數等於正離子數，是一種特殊的導電介質，稱為等離子體。

用於電氣工程的導電材料最重要的特性是它們的導電性和導熱性，以及產生熱電動勢的能力。

電導率表徵物質傳導電流的能力（見 - 物質的電導率).電流在金屬中通過的機制是由於自由電子在電場影響下的運動。

半導體材料

半導體材料的電導率介於導電材料和介電材料之間，其獨特的特性是電導率極強地依賴於雜質或其他缺陷的濃度和類型，在大多數情況下還依賴於外部能量的影響（溫度、亮度等）。 NS。）。

半導體包括一大類導電物質，其電阻率在常溫下高於導體但低於電介質，範圍為10-4至1010歐姆•厘米。在能源方面，半導體並不直接使用，但以半導體為基礎的電子元器件卻被廣泛使用。這是車站、變電站、調度辦公室、服務等處的任何電子設備。整流器、放大器、發電機、轉換器。還生產基於碳化矽的半導體 非線性避雷器 在電源線（避雷器）。

介電材料

介電材料被稱為主要電氣特性是極化能力並且可能存在靜電場的材料。實際（技術）電介質接近理想值，其電導率越低，與電能耗散和熱釋放相關的延遲極化機制就越弱。

當引入外部時，介電極化稱為外觀 電場 由於構成介電分子的帶電粒子的位移而產生的宏觀內部電場。產生這種場的電介質稱為極化。

磁性材料

磁性材料是那些設計用於通過與磁場直接相互作用而在磁場中工作的材料。磁性材料分為弱磁性和強磁性。抗磁體和順磁體被歸類為弱磁性。強磁——鐵磁體，它又可以是軟磁和硬磁。

複合材料

複合材料是由具有不同功能的若干組分組成並且組分之間存在界面的材料。