In der Elektrotechnik verwendete Materialien

Dieser Artikel beleuchtet die vier wichtigen Materialkategorien der Elektrotechnik. Die Kategorien sind: 1. Materialien, die in der Elektrotechnik verwendet werden 2. Materialien, die zur Leitung von Elektrizität verwendet werden 3. Isoliermaterialien 4. Materialien, die zur Verstärkung von Magnetfeldern verwendet werden.

Elektrotechnik: Kategorie # 1. In der Elektrotechnik verwendete Materialien:

Die in der Elektrotechnik verwendeten Materialien lassen sich nach ihrer Verwendung in vier wichtige Kategorien einteilen:

(a) Materialien zum Leiten von Elektrizität,

(b) Materialien, die zur Isolierung verwendet werden,

(c) Materialien zur Verstärkung von Magnetfeldern

(d) Materialien, die zur Herstellung von Trägern, Gehäusen und anderen mechanischen Teilen sowie zur Herstellung von Münzmitteln verwendet werden.

Die in elektrischen Geräten zu verwendenden Materialien sollten so sein, dass sie Strom leiten und auch einige, die isolieren. Elektrischer Strom kann nur durch einen Pfad effizient fließen, der aus gut leitenden Materialien besteht. Ein Stromkreis kann nur dann gesteuert werden, wenn der Strom durch effiziente Isolierung gut auf den leitenden Pfad begrenzt ist.

Der größte Teil der elektrischen Energie, die an eine Kohlemine geliefert wird oder in einer anderen Branche, wird in Geräten wie Motoren, Transformatoren, Relais, Glocken usw. verwendet, die tatsächlich durch die magnetische Wirkung des elektrischen Stroms arbeiten.

Die Effizienz einer solchen Vorrichtung hängt weitgehend von der Verwendung von Materialien für Kerne und Polschuhe ab, die die Magnetfelder verstärken, die beim Stromfluss in den Wicklungen der Ausrüstung erzeugt werden.

Es ist eine Tatsache, dass fast alle elektrischen Geräte in irgendeiner Weise eingeschlossen sind, obwohl sich die Gehäuse voneinander unterscheiden. Es kann sicherlich nicht sein, dass alle Gehäuse gleich sind. Tatsächlich hängt die Gestaltung des Gehäuses von der Verwendung des Geräts und auch von der Umgebung ab, in der es installiert wird.

Darüber hinaus gibt es in Motoren und Schaltanlagen viele bewegliche Teile, die speziell ausgewählte Materialien erfordern, die den Konstruktionsmerkmalen der jeweiligen Komponente entsprechen. Daher können wir feststellen, dass die Auswahl der Materialien für elektrische Geräte mit großer Sorgfalt und Überlegung und Berechnung erfolgen sollte.

Elektrotechnik: Kategorie Nr. 2: Zum Durchleiten von Elektrizität verwendete Materialien:

Die Materialien, aus denen Stromkreise bestehen, werden in erster Linie aufgrund der Leichtigkeit gewählt, mit der sie Strom leiten. Die einfache Leitung ist jedoch nicht die einzige Überlegung. Viele Teile einer Schaltung müssen mechanische Eigenschaften aufweisen, wie Zugfestigkeit oder Verschleißfestigkeit, Duktilität oder Druckfestigkeit usw.

Bestimmte Arten von Vorrichtungen erfordern leitende Materialien, die auf den Stromdurchgang reagieren, wie beispielsweise die in elektrischen Lampen verwendeten Filamente. Andere Materialien werden gewählt, weil sie widerstandsfähig gegen Strom sind, z. B. solche, die zur Herstellung von Widerständen und Rheostaten verwendet werden, die den Strom in einer Schaltung steuern. Einige der nützlichsten leitfähigen Materialien, die unter den in elektrischen Geräten verwendeten Metallen gefunden werden, sind unten aufgeführt.

Kupfer:

Dieses Material wird am häufigsten zum Ausbilden von Stromwegen in elektrischen Schaltungen verwendet. Es leitet sehr leicht Elektrizität und kann aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften vielseitig eingesetzt werden. Es ist ein weiches Metall, so dass es zu Stäben und Drähten gezogen werden kann. Es kann auch nach Bedarf gebogen und geformt werden. Es kann durch Löten, Löten, Schrauben oder Schweißen verbunden werden.

Kupfer wird für die Wicklungen von elektromagnetischen Geräten verwendet, z. B. Motoren, Generatoren, Transformatoren und Relais. Die meisten Spulen bestehen aus Kupferdraht, aber Wicklungen, die dazu bestimmt sind, starke Ströme zu führen, können aus geformten Kupferschienen gebildet werden. Die leitenden Segmente des Kommutators bestehen normalerweise aus Kupfer, sind jedoch besonders konstruktiv und in der Form, um den jeweiligen Nennstrom zu führen.

Wieder sehen wir Kupfer in verschiedenen Formen, so wie Litzen in der Mitte von Kabeln verwendet werden, die Strom führen. Auch hier ist die Frage der Strombelastbarkeit wichtig. Bei der Konstruktion der Kabel muss ein Designer mit großer Sorgfalt und Berechnung denken.

Wenn wir uns nun mit dem Design von Stromschienen und Schaltkontakten befassen, sehen wir wieder, welche wichtige Rolle Kupfer als stromführender Leiter spielt. Manchmal müssen diese Kontakte Strom im Bereich von wenigen tausend Ampere führen, und für diese Kontakte und Sammelschienen werden Querschnitte und Formen entsprechend dem Entwurf mit dem erforderlichen Querschnitt hergestellt.

Messing:

Dieses Material, bei dem es sich tatsächlich um eine Legierung aus Kupfer und Zink handelt, wird in großem Umfang auch in elektrischen Geräten verwendet, obwohl bekannt ist, dass Messing nicht so gut Strom leitet wie Kupfer, aber es ist härter als Kupfer und kann Verschleiß und Beschädigung leichter widerstehen .

Wie Kupfer kann auch dieses in Drähte, Stäbe und Sonderformen für verschiedene Anwendungen gezogen werden. Dies kann auch durch Löten, Löten, Schrauben und Nieten verbunden werden. Es wird für Stecker, Buchsen, Verbindungsschienen, Klemmen, Lichtbogenkontakte in Schützen kleinerer Nennleistung sowie für Bolzen und Muttern für stromführende Bauteile verwendet.

Aluminium:

Aluminium ist auch ein guter Stromleiter. Aluminium ist tatsächlich ein Leichtmetall und ist nicht so stark wie Kupfer. Das Problem bei diesem Metall ist, dass das Fügen sehr schwierig ist, obwohl das Verbinden durch Verschrauben und sogar das Löten durch spezielles Argon-Lichtbogenschweißen erfolgreich möglich ist.

Es wird meistens bei gegossenen Rotoren von Käfigläufermotoren verwendet. Es wird auch in Freileitungen und Erdkabeln verwendet. Wie Kupfer kann auch Aluminium in Form von Stäben, Stäben und jeder Sonderform für verschiedene elektrische Geräte gezogen werden.

Bei der Verwendung in Kohleminen ist die Verwendung von Aluminium oder Aluminiumlegierungen als Gehäusematerial für elektrische Geräte für den Untertageeinsatz wie Bohrmaschinen, Beleuchtungskörper usw. aufgrund der Gefahr eines Funkenfunks jetzt verboten Die Ausrüstung wird von einem anderen Teil aus viel härterem Material oder Ausrüstung wie Stahlbogen, Rohrschiene oder anderen härteren Materialien mit einem scharfen Schlag getroffen.

Constantan (Eureka) und Magnanin:

Constantan ist eine Legierung aus Kupfer und Nickel und Manganin ist eine Legierung aus Kupfer, Nickel und Mangan. Beide Legierungen bieten einen höheren Widerstand gegen elektrischen Strom als die meisten anderen Metalle, die als Leiter verwendet werden, und ihre hauptsächliche Verwendung besteht in der Konstruktion von Widerständen und Rheostaten, die hauptsächlich als Heizelemente verwendet werden.

Wolfram:

Dieses Metall wird hauptsächlich für die Filamente von Glühlampen verwendet. Es hat einen hohen Schmelzpunkt und kann durch Durchleiten eines elektrischen Stroms (in einem gasgefüllten Glasrohr) auf die Temperatur erhitzt werden, bei der es helles Licht emittiert.

Zink, Blei, Eisen und Nickel:

Diese Metalle werden in den Elektroden von Primär- und Sekundärbatterien verwendet.

Quecksilber:

Ein flüssiges Metall, das in vielen Arten von Quecksilberschaltern, automatischen Ausschnitten und in Quecksilber-Lichtbogen-Gleichrichtern als Leiter verwendet wird. Oben haben wir die metallischen Leiter diskutiert, die Elektrizität leiten, aber es gibt auch nichtmetallische Leiter, die Elektrizität gleichermaßen gut leiten, und sie werden sehr häufig in der Elektrotechnik verwendet.

Kohlenstoff:

Im Vergleich zu Metallen bietet Kohlenstoff eine hohe Beständigkeit gegen elektrischen Strom. Es hat jedoch eine wichtige Eigenschaft, da es selbstschmierend ist (Graphit, eine Form von Kohlenstoff, wird in einigen Maschinen als Schmiermittel verwendet). Kohlenstoff ist daher das am häufigsten verwendete Material in Motor- und Generatorbürsten.

Tatsächlich können Kohlebürsten einen festen, aber sanften Kontakt mit einem rotierenden Kommutator oder Schleifring aufrechterhalten, ohne dass es zu einer Überhitzung oder einem schnellen Verschleiß kommt.

Dies ist in der Tat eine wunderbare Eigenschaft von Kohlenstoff, ein nichtmetallischer Leiter, dem kein metallischer Leiter gewachsen ist. Tatsächlich hätte kein metallischer Kontakt anstelle von Kohlebürsten, die beim Schleifen oder Kommutator verwendet werden, gearbeitet.

Kohlebürsten enthalten jedoch normalerweise eine geringe Menge Kupfer, um ihre Leitfähigkeit zu verbessern. Kohlenstoff ist auch für die Herstellung fester und variabler Widerstände sowie als Elektroden für Primärbatterien äußerst nützlich.

Flüssigkeiten:

Wir wissen aus Theorie und Praxis, dass nichtmetallische Flüssigkeiten, die Elektrizität leiten, tatsächlich durch Elektrolyse ablaufen. Gegenüber Metallen bieten sie eine hohe Beständigkeit gegen elektrischen Strom. Die in Batterien verwendeten Elektrolyten von Primär- und Sekundärzellen sind Flüssigkeiten, die durch Elektrolyse leiten.

Diese Flüssigkeiten umfassen verdünnte Schwefelsäure und Lösungen von Salmoniak (Ammoniumchlorid) und Kaliumhydroxid. Eine leitende Flüssigkeit wird manchmal auch als widerstandsfähiger Widerstand zum Starten von Motoren mit hoher Leistung verwendet. In der Tat stellt eine Lösung von Waschsoda in Wasser beispielsweise das Widerstandselement in Flüssigstartern für Motoren dar.

Elektrotechnik: Kategorie # 3. Isolierstoffe:

Isoliermaterialien werden verwendet, um elektrische Ströme auf den Stromkreis zu beschränken oder zu leiten, durch den sie fließen sollen. Wenn keine Isolierung vorhanden wäre, würde der Strom sofort seinen nächsten Weg zur Erde finden und das gesamte System gefährden.

Tatsächlich hängt die Wirksamkeit und Effizienz von Isoliermaterialien nicht nur von der effizienten Leistung der elektrischen Ausrüstung und der elektrischen Installation insgesamt ab, sondern auch von der Sicherheit der Menschen, die damit arbeiten.

Tatsächlich ist die Isolierung ein lebensrettender Schutz sowohl für das Gerät als auch für die Personen, die dieses elektrische Gerät verwenden. Daher ist die Auswahl der Dämpfungsklasse und -klasse der Ausrüstung eine Hauptaufgabe für einen Elektrotechniker, der die in der Industrie zu verwendenden Geräte entwerfen muss, sei es eine Kohlengrube oder ein Stahlwerk.

Heutzutage wird durch die Erhöhung des Isolationsgrades und damit der Fähigkeit der Isolation, der viel höheren Temperatur ohne Beeinträchtigung der Isolationsmaterialien standzuhalten, die Leistung der elektrischen Ausrüstung wie Motoren und Transformatoren, Schaltanlagen und auch Stromschienen in der heutigen Welt unglaublich gesteigert gleicher rahmen der ausrüstung.

Es werden jedoch viele Arten von Isoliermaterialien verwendet. Die Wahl des bestimmten Isoliermaterials für einen bestimmten Zweck wird durch die Spannung der zu isolierenden Schaltung und die physikalischen Anforderungen und die Umgebung der Ausrüstung bestimmt. Bei Materialien, die einen stromführenden Leiter von der Erde isolieren, oder die einen stromführenden Leiter von einem anderen isolieren, wird eine Potentialdifferenz angelegt.

Obwohl kein Strom durch die Isoliermaterialien fließt, unterliegt das Material einer enormen Spannung, die als dielektrische Spannung bezeichnet wird. Wenn die Potentialdifferenz erhöht wird, steigt diese dielektrische Dehnung an und eine Potentialdifferenz kann erreicht werden, wenn die Dehnung zu groß wird.

Die Isolierung bricht zusammen und ein Strom fließt durch. Und wenn die Isolierung einmal zusammengebrochen ist, werden ihre Isoliereigenschaften dauerhaft beeinträchtigt. Isolationsmaterialien, die hohen Spannungen widerstehen können, haben eine hohe Spannungsfestigkeit und sind für die Isolierung von Hoch- und Mittelspannungskreisen wesentlich.

In Niederspannungs- und Signalschaltkreisen ist die Durchschlagsfestigkeit nicht so wichtig, und Isoliermaterialien können in erster Linie aufgrund ihrer einfachen Herstellung oder Anpassungsfähigkeit oder der sicheren Handhabung der Geräte ausgewählt werden, da selbst ein kleiner elektrischer Schlag lebensgefährlich werden kann.

Neben den Isoliereigenschaften müssen nun auch andere Materialeigenschaften berücksichtigt werden. Für einige Zwecke, z. B. für die Isolierung von Kabeln, müssen Materialien flexibel sein und dürfen ihre isolierenden Eigenschaften nicht verlieren, wenn sie gedehnt oder verzerrt werden.

Die mechanische Festigkeit ist auch für viele Zwecke sehr wichtig, insbesondere für Motoren, die für den Transport eingesetzt werden, wo die Motordrehzahl manchmal fast mehr als die doppelte Geschwindigkeit erreicht.

In solchen Fällen können, wenn die mechanische Festigkeit des Isoliermaterials nicht stark genug ist, die Leiter und sogar die Leiter (die durch Isoliermaterial gebunden sind) wegfliegen, was nicht nur den Motor, sondern auch die Installation schwer beschädigt.

Daher ist die mechanische Festigkeit für viele Zwecke wichtig, da die Spannungsfestigkeit beeinträchtigt werden kann, wenn Teile des Isoliermaterials reißen oder abbrechen. Mechanische Schäden an der Isolierung sind die Ursache für einen elektrischen Ausfall. Wenn dieser mechanische Schaden nicht rechtzeitig bemerkt wird, kann der Wahlzusammenbruch manchmal sehr schwerwiegend werden.

Daher ist es ein Muss, die Isolation regelmäßig und gründlich zu überprüfen, um zu prüfen, ob sie sich verschlechtert, altern oder reißt oder der IR-Wert unter den für bestimmte Verwendungszwecke zulässigen Grenzwerten liegt. Tatsächlich bestimmt die Lebensdauer der Isolierung die Lebensdauer einer elektrischen Ausrüstung. Daher wird regelmäßig über die Verbesserung der Isolation geforscht (siehe Tabelle 2.2).

Arten der Isolierung:

Trockene Luft:

Trockene Luft ist in der Tat ein wichtiger und effizienter Isolator. Wir wissen zum Beispiel, dass zwei stromführende blanke Leiter durch Luft getrennt und effektiv voneinander isoliert sind. Bestes Beispiel dafür sind Sammelschienen der Zentrale, Motor und Transformator für Klemmen. Die Luftisolierung hat jedoch eine Grenze, wenn man die Spannungsfestigkeit berücksichtigt.

Wenn daher eine übermäßig höhere Spannung als die Nennspannung über diese Klemmen geleitet wird, bricht die Spannungsfestigkeit und verursacht somit einen Durchbruch. Beim Entwurf der Sammelschienenkammer und des Klemmenkastens muss ein Konstrukteur daher den nachweisbaren Abstand zwischen zwei blanken Live-Bars nach indischer oder britischer Standardspezifikation einhalten, die gemäß Erfahrung und Theorie festgelegt wurden.

Wenn eine zu hohe Spannung auftritt, ionisiert die Luft zwischen den beiden stromführenden Stäben und es entsteht ein Lichtbogen über dem dazwischen liegenden Raum, der als Leitung zu Leitung und dann zur Erde bezeichnet wird, dh vollständiger Kurzschluss. Ein weiteres großartiges Beispiel für den Zusammenbruch der Luftisolierung ist das Auftreten von Blitzen.

Gummi:

Dies ist auch ein Isolator, der jedoch einer zu hohen Temperatur nicht standhalten kann. Da es sich um ein flexibles Material handelt, wird es hauptsächlich zur Innenverkleidung von Kabellitzen verschiedener Größen verwendet. In der Tat spielt gummierte Masse eine wichtige Rolle bei der Kabelherstellung.

Vulkanisierter Gummi:

Dieser verarbeitete Kautschuk ist tatsächlich viel zäher als der reine Kautschuk, obwohl er eine geringe Spannungsfestigkeit hat.

Kunststoff:

Kunststoff in all seinen vielfältigen Formen wird immer mehr für Dämmstoffe eingesetzt.

Diese sind zu zahlreich, um sie einzeln in diesem Buch zu erwähnen. Als nützliche Hinweise werden im Folgenden einige Materialien aufgeführt, die Gummi als Isoliermedium für Drähte und Kabel ersetzen:

a) PVC (Polyvinylchlorid)

b) Neoprone

c) Butylkautschuke

d) EPR (Ethyline - Propylenkautschuk)

e) CSP (Chlorsulfonatpolythen)

Baumwolle und Lacke, Glasfasern usw .:

In den früheren Ausführungen wurden die Leiter von Motoren und Transformatoren hauptsächlich mit Baumwolle und Lacken isoliert. Heutzutage wurden diese jedoch in den meisten Fällen durch wirksamere und modernere Isoliermaterialien wie Harzlacke, Glasfasern, Asbest usw. ersetzt.

Heutzutage tendieren Isolierfilme auf Harzbasis dazu, Baumwolle und Lack für die Isolierung von Wicklungen zu ersetzen. Tatsächlich lassen sich diese Filme leichter auftragen und sind auch wirksamer gegen Feuchtigkeit. Bevor diese Isolierfolien verwendet werden, müssen die Wicklungen jedoch perfekt gebrannt werden, um Feuchtigkeit zu entfernen.

Öl imprägniertes Papier:

Mit Isolieröl imprägniertes Papier hat auch eine hohe Spannungsfestigkeit, es wird üblicherweise zum Isolieren der Leiter von Hochspannungskabeln verwendet, die nicht flexibel sein müssen. Das Papier nimmt Feuchtigkeit sehr leicht auf, sodass es nur in Geräten verwendet werden kann, die dafür sorgen, dass keine Feuchtigkeit eindringt, wie z. B. Kabel mit Bleimantel.

Aus diesem Grund muss beim Abschneiden eines papierisolierten Kabels das Ende sofort versiegelt werden, um es vor Feuchtigkeit zu schützen.

Isolieröl:

Isolieröl hat eine hohe Spannungsfestigkeit und wird daher zur Isolierung bestimmter Arten von Hochspannungsanlagen verwendet. Transformatoren und Kondensatoren, die in Hochspannungskreise geschaltet sind, werden normalerweise in Isolieröl getaucht. Das Öl wird häufig als Kühlmedium sowie als Isolierung verwendet.

Daher hat es zwei wichtige Funktionen in der elektrischen Ausrüstung. Die Verwendung von Isolieröl in Transformatoren ist ein gutes Beispiel. Der Kontakt einiger Hochspannungsschaltgeräte arbeitet in Isolieröl, das neben dem Isolieren dazu beiträgt, den ausgezogenen Lichtbogen zu löschen. Wenn der Kontaktteil besteht, ist Isolieröl dünn und hochentzündlich.

Bei Erhitzung verdampft es. Da die Dämpfe Wasserstoff enthalten, müssen mit Öl gefüllte Geräte gut gegen Explosionsgefahr geschützt werden.

Pyrochlor:

Diese Art von Isolierflüssigkeit wird heutzutage verwendet. Diese Flüssigkeit ist tatsächlich schwerer und hat eine höhere Spannungsfestigkeit als herkömmlich verwendetes Transformatoröl. Die Schwierigkeit bei dieser Flüssigkeit ist jedoch die regelmäßige Handhabung, da sie bei kaltem Zustand dick wird und bei Temperaturanstieg dünner wird. Diese Art von Flüssigkeit wird meistens in Russland verwendet.

Porzellan:

Porzellan hat eine sehr hohe Spannungsfestigkeit und wird daher üblicherweise als Isolator in Hochspannungsschaltungen verwendet. Da es sich um eine Form von Steingut handelt, muss es in die Form gebracht werden, die bei der Herstellung erforderlich ist. Sobald es gebrannt ist, kann es nicht bearbeitet werden.

Es wird hauptsächlich für Isolatoren verwendet, die Basisleiter tragen, z. B. Halterungen für Stromschienen und die leitenden Teile von Schaltschränken und Verteilerkästen. Isolatoren für Außenleitungen bestehen ebenfalls aus Porzellan.

Glimmer:

Ein hartes sprödes Mineral, das als Spaltisolation für Motorwicklungen und zur Isolierung zwischen den Segmenten der Kommutatoren verwendet wird. Es hält hohen Temperaturen stand und ist unempfindlich gegen Feuchtigkeit. Andere Formen der Schlitzisolierung bestehen aus Materialien wie lackiertem Papier, Glasfasern, Asbestlaminat und neuester Millinex.

Dämmplatte:

Es gibt verschiedene Arten von Dämmplatten und Formisolierungen. Presse, Tuffnol und Letheroid werden häufig in elektrischen Geräten verwendet. Zu ihren Anwendungen gehören Klemmbretter, Spulenkörper, Nutisolation für Motor- und Transformatorwicklungen sowie Isolierbürsten und -waschmaschinen.

Ebonit:

Eine Form von sehr hartem vulkanisiertem Gummi, der dem Ebenholz aus Ebenholz ähnelt. Seine Verwendung umfasst Klemmbrett, Isolierbürsten und Unterlegscheiben.

Permali-Holz:

Dies ist eine spezielle Holzart mit einer besseren Spannungsfestigkeit als normales Holz. Diese haben eine höhere Feuchtigkeitsbeständigkeit. Diese werden im Allgemeinen für Kontaktplatinen, Separatoren, Durchführungshalterungen verwendet.

Isolierband:

Isolierband wird zum Umwickeln von Spulen oder Basisleitern innerhalb von Gehäusen verwendet, z. B. in Schaltanlagen und Motorgehäusen. Es wird manchmal verwendet, um beschädigte Isolierung zu reparieren oder zu ersetzen. Bänder werden aus vulkanisierten Fasern (z. B. Elephantid), aus lackierter Baumwolle, Seide oder Glasfasertuch (z. B. Empire-Band) oder aus gebundenem Glimmer-Splitt (Micanite) hergestellt.

Kunststoffbänder (PVC) oder Nylonbänder mit elektrischen Eigenschaften werden heutzutage üblicherweise für eine Vielzahl von Nieder-, Mittel- und Hochspannungskreisen verwendet.

Isoliermasse:

Isolierpaste wird zum Befüllen von Kabelverteilerkästen, konfektionierten Anschlusseinheiten und Anschlussgehäusen verwendet. Viele Verbindungen basieren auf Bitumen und müssen erhitzt und in das Gehäuse eingefüllt werden, um sofort heiß gefüllt zu werden. Kaltgießmassen, die aus einem mineralischen oder synthetischen Öl mit einem Härter bestehen, werden jetzt häufiger eingesetzt.

Elektrotechnik: Kategorie 4. Materialien zur Verstärkung von Magnetfeldern:

Bei Motoren, Transformatoren, Relais, bei denen es sich tatsächlich um elektromagnetische Geräte handelt, sind die Spulen auf Kernen gewickelt. Die Materialien, aus denen diese Kerne bestehen, werden aufgrund ihrer Fähigkeit ausgewählt, ein starkes Magnetfeld zu erzeugen, wenn sie durch einen in der Wicklung fließenden Strom magnetisiert wird. Es wird beschrieben, dass solche Materialien eine hohe magnetische Permeabilität aufweisen.

Eine hohe magnetische Permeabilität ist jedoch nicht die einzige Anforderung an Kernmaterialien. Die Materialien müssen sehr schnell magnetisieren können und so schnell wie möglich ihren Magnetismus verlieren, nachdem der Magnetisierungsstrom aufgehört hat zu fließen.

Diese Anforderung ist besonders wichtig bei Wechselstromgeräten wie Transformatoren, bei denen die Kerne einhundert Mal pro Sekunde magnetisiert und entmagnetisiert werden. Die Verzögerung bei der Reaktion auf Änderungen des Magnetisierungsstroms wird als Hysterese bezeichnet. Alle magnetischen Materialien unterliegen Hysteresen, obwohl dieser Faktor in einigen Fällen sehr klein ist.

Eine weitere wichtige Anforderung an das Kernmaterial ist, dass der Magnetismus so gering wie möglich bleibt, wenn der Magnetisierungsstrom nicht mehr fließt. Alle magnetischen Materialien behalten einen gewissen Grad an Magnetismus, wenn sie in einem Magnetfeld platziert wurden, aber die Materialien variieren stark in der Menge, in der sie verbleiben. Eine geringe Retention ist mit einer geringen Hysterese verbunden und umgekehrt.

Ein Permanentmagnet hat zum Beispiel einen extrem hohen Hysterisierungsfaktor und ist daher schwer zu magnetisieren, wenn der Magnetisierungsstrom aufhört. Kernmaterialien werden jedoch leicht magnetisiert und behalten einen kaum erkennbaren Betrag an Magnetismus bei, wenn der Magnetisierungsstrom aufhört.

Gute Kernmaterialien sind daher solche, die eine hohe magnetische Permeabilität und eine geringe Hysterese aufweisen. Tatsächlich erfüllt Weicheisen diese Anforderungen und wurde früher intensiv für elektromagnetische Kerne verwendet.

Bestimmte Eisenlegierungen haben sich jedoch als wesentlich effizienter erwiesen. Zu den derzeit gebräuchlichen Legierungen gehören Legierungen aus Silizium und Eisen (z. B. Lohys und Stalloys), Legierungen aus Kobalt und Eisen (Permendur) und Legierungen aus Nickel und Eisen (Permalloy).

Kerne induktiver Wicklungen, wie Transformatoren, Motoren und Generatoren, sind ausnahmslos aus dünnen Metallschichten (Dicke 0, 005 bis 0, 007), den so genannten Lamellen, aufgebaut, die voneinander (durch dünne Schichten aus 0, 002 Film) isoliert sind Lack) und fest miteinander verschraubt. Diese Bauweise wird angewendet, um zu verhindern, dass Wirbelströme im Kern zirkulieren.

Das Kernmaterial, das hauptsächlich ein Eisenmetall ist, ist jedoch ein Leiter innerhalb des Magnetfelds, so dass in ihm EMK erzeugt wird, wenn sich die Stärke des Feldes ändert. Wenn der Kern massiv wäre, würde es einen Pfad mit niedrigem Widerstand geben, der es erlaubt, dass starke Ströme zirkulieren.

Wenn es zirkulieren kann, erzeugen die Wirbelströme ein Magnetfeld, das dem durch den Magnetisierungsstrom erzeugten entgegengesetzt ist, wodurch es zu einer ernsthaften Überhitzung kommt. Die Isolierung zwischen den Lamellen verhindert das Fließen der Wirbelströme, wobei die Lamellen in Richtung des Magnetfelds gelegt werden, so dass der Einfluss auf die Stärke des Feldes selbst minimiert wird.

Rahmen, Gehäuse:

Gusseisen, Gusslegierungen und Stahlbleche sind bei weitem die gebräuchlichsten Materialien für Rahmen und Gehäuse von elektrischen Geräten, die in der Bergbauindustrie verwendet werden. Für einige mechanische Teile wird harter Kunststoff verwendet, und für einige Zwecke wird jetzt Epoxidharz verwendet. Elektrische Beleuchtungskörper und Sichtfenster verwenden schweres Panzerglas. Für Motorwellen und Lagerflächen werden hochwertige Stähle verwendet.