KURZUS: Mérnöki anyagismeret
MODUL: A szerkezeti anyagok tulajdonságai és vizsgálatuk
8. lecke: Elektromos-, mágneses-, optikai- akusztikai tulajdonságok
| ||||
A tartalom feldolgozása a következő követelmények teljesítését segíti: | ||||
| ||||
![]() | Elektromos és mágneses tulajdonságok | |||
Az anyagok elektromos töltésátvivő képességét a fajlagos ellenállás () [*m] illetve a reciproka a fajlagos elektromos vezető képesség () jellemzi. | ||||
Az anyagok a fajlagos ellenállás alapján lehetnek: | ||||
| ||||
| ||||
![]() | ![]() Figyelje meg az ábrán, hogy a fémek villamos ellenállása minden anyagcsoportnál kedvezőbb, tehát a fémek jó vezetők. Ez a már korábban ismertetett fémes kötéssel magyarázható. |
![]() | Mágneses tulajdonságok | ||
Mágneses erőtérben valamilyen kölcsönhatást minden anyag mutat. Az anyagban kialakuló mágneses indukció B az azt létrehozó H mágneses térerősségtől és az anyagi jellemzőktől függ. Az anyag fontos jellemzője a mágneses szuszceptitás ( a mágnesezhetőségre való érzékenység) és a mágneses permeabilitás, amely azt fejezi ki, hogy hányszor nagyobb B-t tud létrehozni H az anyagban a vákuumhoz képest, vagyis, hogy az anyag milyen mértékben képes erősíteni a mágneses mezőt. | |||
A mágneses térben való viselkedés alapján az anyagok lehetnek: | |||
| |||
![]() | Ferromágneses anyagok | ||
Fontos tulajdonság a mágneses hiszterézis, az, hogy a B a külső H-t az anyagban csak késéssel követi, és egy teljes átmágnesezési ciklust leíró hiszterézis hurkot eredményez, aminek területe arányos a hővé alakuló befektetett energiával, az átmágnesezési veszteséggel. | |||
| |||
![]() | ![]() (Lásd fizika) A görbe azt mutatja, hogy a fel és lemágnesezés nem egy vonalon halad. A sraffozott terület az anyagban elnyelt hővel arányos. Ezt használják ki pl. a munkadarabok gyors hevítésére a hőkezelésénél, illetve kovácsolásnál. | ||
![]() | Mágnesesen lágy anyagok | ||
A lágymágneses anyagokat elektromágnesek és transzformátorok vasmagjaként, mágneses árnyékolóként alkalmazzák. | |||
| |||
![]() | ![]() A lágymágnesek átmágnesezésekor kis veszteséggel kell számolni, mert a görbe területe nagyon kicsi. | ||
![]() | Mágnesesen kemény anyagok | ||
A kemény mágneses anyagokat állandó mágnesként (pl. villanymotorokhoz, hangszórókhoz stb.) alkalmazzák. | |||
|
![]() | Optikai tulajdonságok | |||
Az anyagok optikai tulajdonságai alatt a fénnyel (fotonnyalábbal) való kölcsönhatást értjük. | ||||
| ||||
Az anyagok fontos mutatói | ||||
Az átlátszó anyag fényáteresztése nagy, míg az elnyelési és visszaverődési tényezőjük kicsi. A három tényező összege 1. |
| |||
amelyek egymás rovására változnak és összegük 1. | ||||
![]() | Akusztikai tulajdonságok | |||
Egy anyag akusztikai tulajdonságai alatt a mechanikai rezgésekkel való kölcsönhatását értjük. | ||||
Megjegyzés: A különböző hullámfajták terjedési sebessége eltérő! | A hang a szilárd anyagokban egyenes vonalban állandó sebességgel terjed, és sebessége az anyag rugalmas jellemzőin kívül a hőmérséklettől és a nedvességtartalomtól függ, a frekvenciától nem. | |||
A hang terjedési sebessége: | ||||
ahol: | ||||
| ||||
![]() | ![]() A táblázatban látható, hogy a tranzverzális "nyíróhullám" csak a szilárd anyagokban terjed. | |||
Az olyan közeget, amelyben a hanghullámok terjedése nagyobb akusztikailag ritkább, amelyben kisebb akusztikailag sűrűbb anyagnak nevezzük. |
Ellenőrző kérdések | |||||||||
Jelölje meg az egy helyes megoldást! | |||||||||
1. Mely anyagok elektromos tulajdonságára jellemző az alábbi állítás? Szabad töltéshordozókat tartalmaznak. Ellenállásuk a hőmérséklet hatására nő.
![]() | |||||||||
2. Milyen elektromos tulajdonságok jellemzik a grafitot és a karbidkerámiákat?
![]() | |||||||||
3. Mit jelent a diamágnesesség?
![]() | |||||||||
4. Mit jelent a paramágnesesség?
![]() | |||||||||
5. Mit jelent a ferromágnesesség?
![]() | |||||||||
6. Milyen anyagból készítene transzformátor vasmagot?
![]() | |||||||||
7. Mit jelent az, hogy egy anyag optikailag áttetsző?
![]() | |||||||||
8. Hogyan terjed a tranzverzális hullám a csatolóközegként használt olajban vagy a vízben?
![]() |