Trường Trung cấp nghề số 11/BQP

Giáo trình Vật liệu điện

Mục lục
Mục lục.......................................................................................................................................................1
Chương 1....................................................................................................................................................2
VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN..............................................................................................................................2
1.4. Hợp kim có điện dẫn suất thấp. (Điện trở cao)...............................................................................11
1.5 Các kim loại khác...............................................................................................................................12
1.5.1 Won fram.........................................................................................................................................12
1.5.2 Mô líp đen........................................................................................................................................13
1.5.3 Niken................................................................................................................................................13
1.5.4 Chì....................................................................................................................................................14
1.5.5 Thiếc.................................................................................................................................................14
1.5.6 Kẽm..................................................................................................................................................15
1.5.7 Bạch kim (Platin - Pt).....................................................................................................................15
1.5.8 Thuỷ ngân........................................................................................................................................15
1.6 Ứng dụng của hợp kim trong kỹ thuật điện.....................................................................................16
1.6.1 Hợp kim dùng làm điện trở............................................................................................................16
1.6.2 Hợp kim dùng làm tiếp điểm điện.................................................................................................18
1.7 Dây dẫn, dây cáp................................................................................................................................22
1.7.1 Cơ sở phân loại cáp.........................................................................................................................23
2.5.3 Cách điện của khí cụ điện...............................................................................................................50
Chương 3..................................................................................................................................................60
VẬT LIỆU SẮT TỪ.................................................................................................................................60
3.1. Khái quát...........................................................................................................................................60

1

KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH

Trường Trung cấp nghề số 11/BQP

Giáo trình Vật liệu điện

Chương 1
VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN
1.1 Khái niệm, phân loại và đặc tính cơ bản của vật liệu dẫn điện
a. Khái niệm vật liệu dẫn điện
Vật liệu dẫn điện là một vật chất mà ở trạng thái bình thường có các điện tích tự
do (ngay ở điều kiện thường ). Khi đặt chúng trong điện trường các điện tích tự do
chuyển động theo một hướng nhất định của điện trường tạo thành dòng điện lúc đó ta nói
rằng vật liệu có tính dẫn điện.
2

KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH


Trường Trung cấp nghề số 11/BQP

Giáo trình Vật liệu điện

Vật liệu có thể tồn tại ở các thể rắn, lỏng và trong một số điều kiện phù hợp có thể là
chất khí.
Ở dạng chất rắn, vật dẫn điện có kim loại và hợp kim của chúng, trong một số trường
hợp là những chất không phải là kim loại; chất lỏng dẫn điện và kim loại ở trạng thái
chảy lỏng và những chất điện phân.
Khí là hơi có thể trở nên dẫn điện ở cường độ điện trường lớn, chúng tạo nên ion hóa
do va chạm hay sự ion hóa quang.

b. Phân loại
Nhóm 1:
Vật liệu dẫn điện có tính dẫn điện tử hay vật dẫn loại 1 (vật dẫn kim loại)
Phần lớn thuộc về kim loại, hợp kim, một số ít là phi kim loại, thường tồn tại ở thể
rắn,trường hợp đặc biệt ở thể lỏng là thủy ngân.
-

Đặc trưng của nhóm vật liệu dẫn điện là: Mọi sự hoạt động của các điện tích không

làm thay đổi thực thể tạo nên vật dẫn đó.
-

Có hai loại vật liệu dẫn điện có tính dẫn điện tử.
Loại 1: Có điện trở suất nhỏ gồm các vật liệu như đồng, nhôm, vàng, bạc. Khi sử
dụng thường là hợp kim.

Ứng dụng: Dùng làm dây dẫn, dây điện từ trong máy điện, khí cụ điện và một số dụng cụ
đo lường.
Loại 2: Có điện trở suất cao ví dụ như: Hợp kim Manganin, Constantan.
Ứng dụng: Dùng làm biến trở, điện trở mẫu, dùng trong các loại bóng đèn.
Nhóm 2: Vật liệu dẫn điện có tính dẫn ion hay vật dẫn loại 2 (vật dẫn điện phân)
Phần lớn chúng tồn tại dưới dạng dung dịch như axit, kiềm, muối…
Đặc trưng của nhóm là: Khi dòng điện chạy qua vật dẫn làm thay đổi hoặc biến đổi hóa
học trong nó.
c. Đặc tính cơ bản của vật liệu dẫn điện
• Điện trở (R)

3

KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH



Trường Trung cấp nghề số 11/BQP

Giáo trình Vật liệu điện

Khái niệm: Là quan hệ giữa hiệu điện thế không đổi đặt ở hai đầu dây dẫn và cường độ
dòng điện một chiều tạo nên trong dây dẫn. Hoặc là quan hệ giữa điện áp không đổi trên
hai đầu vật dẫn và cường độ dòng điện chảy trong vật dẫn
Biểu thức: R = ρ.l/s Đơn vị: Ω, KΩ, MΩ.
Trong đó:

ρ: Điện trở suất phụ thuộc vào từng loại vật liệu tạo nên vật dẫn
l, s: Chiều dài và tiết diện dây dẫn.

• Điện dẫn (G)
Khái niệm: Là đại lượng nghịch đảo của điện trở.
Biểu thức: G = 1/R
•

Đơn vị: 1/Ω = Ω-1 hoặc Siemen (S)

Điện trở suất (ρ)

Khái niệm: Điện trở suất là điện trở của dây dẫn có chiều dài là một đơn vị chiều dài và
tiết diện là một đơn vị điện tích.
Nếu S tính bằng mm2 , l tính bằng m thì ρ = Ω.mm 2/m hoặc Ω.cm, và µΩ.cm với quan hệ
là
1 Ω.cm = 10-2 Ω.m = 104 Ω.mm2/m = 106 µΩ.cm
• Hệ số thay đổi của điện trở suất theo nhiệt độ (α)

Phần lớn các vật dẫn khi nhiệt độ trong nó tăng thì điện trở suất cũng tăng, một số ít
các vật dẫn khác lại có tính chất ngược lại (Cacbon và dung dịch điện phân).
Cách tính hệ số như sau: Đối với khoảng chênh lệch nhiệt độ (t 2 –t1) thì hệ số α trung
bình sẽ là: α = ρt2 – ρt1/ [ρt1(t2 – t1)] . Khi nóng chảy, điện trở suất của kim loại thay đổi,
thông thường tăng lên trừ Ăngtimoan, Bitmut lại bị giảm.
Ở nhiệt độ không tuyệt đối (00K) ρ của kim loại tinh khiết bị giảm đột ngột, đó là hiện
tượng siêu dẫn.
Trước đây hiện tượng siêu dẫn không được sử dụng trong thực tế vì: Với một giá
trị nào đó của cường độ từ trường nó đã phá hoại hiện tượng siêu dẫn (với kim loại thuần
nhất thì cường độ từ trường không lớn). Người ta sử dụng hợp kim có nhiệt độ tương đối
cao khi chuyển sang siêu dẫn và giữ được trạng thái siêu dẫn và từ trường mạnh vá cho
dòng điện lớn đi qua.
4

KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH


Trường Trung cấp nghề số 11/BQP

Giáo trình Vật liệu điện

Nb3Sn : Triniobi – Thiếc : có nhiệt độ siêu dẫn 18,2 0 K
V3Ga: Tri vanadi – Gali: có nhiệt độ siêu dẫn 16,80 K
Nb – Ti :Niobi – Titan: có nhiệt độ siêu dẫn gần 100K
Nb – Zn: Niobi – Ziriconi: có nhiệt độ siêu dẫn gần 100K
Điện trở suất và hệ số thay đổi điện trở suất theo nhiệt độ của một số kim loại.
Kim loại

Điện trở suất
ở


200c

Ω.mm2/m
Bạc
Đồng
Vàng
Nhôm
Manhê
Môlipđen
Wonfram

0.016-0.0165
0.0168-0.0182
0.022-0.024
0.0262-0.040
0.0446-0.046
0.0476-0.057
0.0530-0.0612

Hệ số thay đổi

Kim loại

Điện trở

Hệ số thay đổi

điện trở suất


suất ở 200C

điện trở suất

theo nhiệt độ

Ω.mm2/m

theo nhiệt độ

0.0535-0.063
0.0614-0.138
0.0918-1.150
0.0866-0.116
0.113-0.143
0.205-0.222
0.952-0.959

(1/độ)
0.0035-0.00419
0.0044-0.00692
0.0045-0.00657
0.00247-0.00398
0.0042-0.00465
0.0038-0.00428
0.0009-0.00099

(1/độ)
0.0034-0.00429
0.00392-0.00445

0.0035-0.00398
0.0040-0.0049
0.0039-0.0046
0.0033-0.00512
0.004-0.0052

Kẽm
Niken
Thép
Platin
Thiếc
Chì
Thủy

• Hệ số thay đổi điện trở suất theo áp suất

ngân

Khi kéo hoặc nén đàn hồi, điện trở suất của kim loại biến đổi theo: ρ = ρ0(1 kσ)
Trong đó dấu “+” ứng với biến dạng do kéo, dấu “ –” ứng với biến dạng do nén.

σ: Ứng suất cơ khí của mẫu, đơn vị kg/mm2
K: Hệ số, với nhôm K = 3.815.10-6, thiếc K= -9.79.10-6, Mg có K= -3.9. 10-6
Điện dẫn suất : γ là đại lượng nghịch đảo của điện trở suất.
• Ảnh hưởng của từ trường và ánh sáng với điện trở suất
Điện trở suất của kim loại cũng biến đổi tương tự khi đặt trong một môi trường từ và

ρ của một số vật liệu cũng biến đổi dưới ảnh hưởng của ánh sáng.
• Hiệu điện thế tiếp xúc và suất nhiệt điện động.
Khi tiếp giáp 2 kim loại khác nhau với nhau, giữa chúng sẽ sinh ra hiệu điện thế, đây

là cơ sở để xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hóa.

5

KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH


Trường Trung cấp nghề số 11/BQP

Giáo trình Vật liệu điện

Nguyên nhân: Do có sự khác nhau về công suất điện tử và số lượng điện tự do. Điện
thế tiếp xúc này có thể từ vài phần mười đến vài vôn.
Người ta thường gọi 2 kim loại có sức nhiệt điện động lớn và quan hệ đường thẳng
với nhiệt độ để làm nhiệt ngẫu. cặp nhiệt để do nhiệt độ như : Platinorodi –Platin đo đến
16000C.
1.2 Kim loại và hợp kim
1.2.1 Khái niệm:
+ Kim loại chiếm 79 nguyên tố trong hơn 100 nguyên tố. Trong vỏ trái đất thì kim loại
chiếm nhiều nhất là Nhôm (7%), sắt chiếm 5%.
Trong công nghiệp các kim loại nguyên chất ít được dùng vì nó rất dẻo mặt khác độ
cứng và độ bền của nó thấp. Nhiều kim loại có độ dẫn điện cao nhưng ở nhiệt độ cao thì
độ dẫn điện lại giảm. Điện trở nhỏ biến đổi theo nhiệt độ, hệ số giãn nở nhiệt rất lớn khi
có sự thay đổi nhiệt độ.
+ Hợp kim là sản phẩm nấu chảy của hai hay nhiều nguyên tố mà nguyên tố chủ yếu là
kim loại và hợp kim có tính chất của kim loại.
Hợp kim được chế tạo chủ yếu bằng cách nấu chảy, hoặc điện phân, thiêu kết…
1.2.2 Cấu tạo kim loại hợp kim
(Xem sách Vật Liệu Kỹ Thuật Điện – Tg: Nguyễn Xuân Phú – NXB Khoa hoc và kỹ
thuật - Trang 13 - 18)

1.2.3 Tính chất chung.
a. Tính chất lý học.
• Vẻ sáng mặt ngoài. Sự phản chiếu ánh sáng ở mặt ngoài gọi là màu của kim loại.
Ví dụ: Đồng màu đỏ, thiếc màu trắng bạc, kẽm màu xám, ngoài ra còn có màu của lớp
oxit khi bị oxi hóa chúng tạo thành màu sắc khác nhau khi ở nhiệt độ khác nhau…
-

Người ta chia kim loại thành : + Kim loại đen gồm Sắt và hợp kim của sắt
+ Kim loại màu gồm tất cả các kim loại còn lại.
• Tính nóng chảy:

Kim loại có tính chảy loãng khi đốt nóng và đông đặc khi làm nguội.
Nhiệt độ ứng với kim loại chuyển từ thể đặc sang thể lỏng hoàn toàn gọi là điểm nóng
chảy. Nó có ý nghĩa quan trọng trong công nghệ đúc kim loại. Điểm nóng chảy của hợp
kim khác với điểm nóng chảy của từng kim loại tạo nên nó.
6

KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH


Trường Trung cấp nghề số 11/BQP

Giáo trình Vật liệu điện

• Tính dẫn nhiệt:
Là tính truyền nhiệt của kim loại khi bị đốt nóng hoặc làm lạnh. Các vật có tính dẫn
nhiệt kém muốn đốt nóng hoàn toàn phải có thời gian dài và khi làm nguội nhanh có thể
gây nứt vỡ.
• Tính giãn nở nhiệt:
Khi đốt nóng các kim loại nở ra và khi lạnh nó co lại (cần chú ý từng trường hợp cụ thể)

-

• Tính nhiễm từ:
Chỉ có một số kim loại có tính nhiễm từ (tức là nó bị từ hóa sau khi đặt trong từ

-

trường)
Ví dụ: Sắt và hợp kim của sắt còn lại các kim loại khác hầu như không có tính này.
Tính nhiễm từ của sắt phụ thuộc vào thành phần và vào tổ chức bên trong của kim
loại.
Do vậy nó không cố định với mỗi loại vật liệu.
Ví dụ: Ở nhiệt độ 7680C sắt có tính nhiễm từ và khi nhiệt độ lớn hơn thì không có khả

năng đó nữa.
b. Tính chất hóa học.
Tính chất hóa học là biểu thị khả năng của kim loại và hợp kim chống lại tác dụng
hóa học của các môi trường có hoạt tính khác nhau.
+ Tính chống ăn mòn: Khả năng chống lại sự ăn mòn của không khí , oxy, nước khi
ở nhiệt độ thường và nhiệt độ cao.
+ Tính chịu axit: Là khả năng chống lại tác dụng của các môi trường axit.
c. Tính chất cơ học (cơ tính)
Là khả năng chống lại tác dụng của lực bên ngoài lên kim loại (độ đàn hồi, độ bền,
độ dẻo, độ cứng, chịu mỏi)
d. Tính công nghệ
Là khả năng mà kim loại có thể thực hiện được các phương pháp công nghệ để sản
xuất các sản phẩm. Nó bao gồm tính cắt gọt, tính rèn, tính hàn, tính nhiệt luyện..
1.3 Kim loại và hợp kim có điện dẫn suất cao
STT Vật liệu
1

Bạc

Đặc điểm

Ứng dụng
Làm
dây
dẫn ở tần số cao,
ρ ở 20 C = (0.016 0.0165)Ω.mm /m
quấn dây trong máy thu thanh,
0

2

7

KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH


Trường Trung cấp nghề số 11/BQP

Giáo trình Vật liệu điện

- Bạc tinh khiết bị ăn mòn và dính làm dây chảy trong cấu chì,
chặt. Nó được tìm thấy dưới dạng mỏ làm khung cho tụ điện…
hay tự nhiên (quặng kim loại có tới - Dùng quấn các cuộn dây
98% bạc) hoặc trong các mỏ chì, kẽm, trong kỹ thuật vô tuyến.
đồng hoặc có thể thấy trong nước biển - Hợp kim với Niken hay
với 0.001mg/1lit.


Mangan dùng làm dây dẫn

- Có màu trắng và chiếu sáng. Ở nhiệt trong các máy đo.
độ cao không bị oxi hóa. Tác dụng - Hợp kim bạc-palađi, bạcvới Ozon tạo ra Ag2O, còn Sulfua và vàng làm tiếp điểm điện với
Hyđro Sulfurơ làm bạc ngả màu đen. dòng nhỏ trong thông tin viễn
Phản ứng với Clo và lưu huỳnh.

thông .

- Bay hơi ở t0 = 1400 16000C

- Chế tạo các chi tiết nhỏ như

- Dễ vuốt giãn, mềm dễ uốn cong, có
thể gia công theo quy trình lót, dát
mỏng, rèn và kéo sợi
2

đinh tán, đinh vít, các đầu cực.
- Dùng sản xuất các màn ở các
bóng Catốt và của các tế bào
quang điện.
- Đồng cứng dùng để chế tạo

Đồng và Ở 200C ρ= 0.0168 0.0182Ω.mm2/m
hợp kim
những dây dẫn không cách
- Đồng sau khi gia công có 4 loại:
đồng
điện của các đường dây truyền

+ Đồng cứng (MT) là đồng không ủ
tải trên không, thanh góp cho
nhiệt
những thiết bị phân phối, hoặc
+ Đồng mềm (MM) là đồng đem ủ
cho cổ góp máy điện
nhiệt.
- Đồng mềm được sử dụng chế
+ Đồng hơi cứng
tạo dây dẫn cách điện của cáp
+ Nửa cứng.
điện và dây quấn máy điện.
- Các yếu tố ảnh hưởng đến điện trở
- Hợp kim đồng thanh (đồng
suất
- Đồng chuẩn hóa có ρ = 0.0172 với thiếc, kẽm hoặc chì dùng
làm các chi tiết vòng trượt, giá
Ω.mm2/m
+ Ảnh hưởng của tạp chất: Với bạc, đỡ chổi than, lò xo dẫn điện, ổ
8

KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH


Trường Trung cấp nghề số 11/BQP

Giáo trình Vật liệu điện

cađimi làm γ giảm ít, còn sắt, silic cắm điện…)
làm γ giảm nhiều


- Hợp kim đồng thau (đồng

+ Ảnh hưởng của gia công cơ khí: với kẽm)
Khi rát, kéo nguội làm γ giảm. Đường Nếu kẽm = 39% hợp kim dẻo
kính dây < 1mm thì γ giảm đồng thời dùng làm các chi tiết đặc biệt
khi giảm đường kính.

phức tạp bằng cách dập, vuốt.

+ Ảnh hưởng của xử lý nhiệt: Sự thay Nếu kẽm > 39% dùng đúc các
đổi γ tùy theo độ nung nóng trở lại.
Ví dụ: Để có đồng mềm dùng làm

chi tiết định hình.
Các loại đồng hơi cứng, nửa

dây quấn và cáp thì nung trở lại t 0 cứng dùng trong các khí cụ
khoảng 400-5000C

điện

- Là kim loại có màu đỏ nhạt sáng
rực, sức bền cơ khí tương đối lớn. Dễ
dát, dễ vuốt giãn gia công dễ dàng khi
nóng và khi lạnh (rèn, kéo sợi, rát
mỏng) có sức bền lớn khi và đập và
ăn mòn, sức đề kháng cao khi thời tiết
xấu, có khả năng tạo thành hợp kim
tốt với các kim loại khác có giá trị

như: Đồng thanh, đồng thau, có khả
năng gắn và hàn dễ dàng.
- Khi gia công t0> 9000C làm giảm
3

Vàng

tính chất cơ học.
- ρ = 0.022-0.024 Ωmm2/m, Ở 200C - Dùng trong kỹ thuật điện
là kim loại màu vàng đăc trưng sáng như gia công các hợp kim làm
rực, màu này không bị mất đi trong tiếp điểm.
- Dùng làm điện trở trong điện

không khí và axit.

- Không bị ôxy hóa ở nhiệt độ cao, kế, trong các dụng cụ tĩnh
hòa tan trong dung dịch axit Clohidric điện.
9

KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH


Trường Trung cấp nghề số 11/BQP

Giáo trình Vật liệu điện

- Nung nóng đến trạng thái nóng thì
4

Nhôm

và

hợp

kim
nhôm

dễ bị bay hơi.
- ρ = 0.024-0.026Ωmm2/m, ở 200C - Nhôm nguyên chất dùng làm
dây dẫn, dây cáp, thanh góp,

bằng 1.7 ρ của đồng.
- Trọng lượng riêng < đồng 3.3 lần,
điện trở nhôm > đồng 1,68 lần.
- Tính nóng chảy thấp, tính dẻo cao

ống nối, dây quấn máy điện, lá
nhôm làm tụ,…
- Hợp kim nhôm có

ρ cao

dùng đúc rôto lồng sóc động

tương đối bền khi bị ôxy hóa.
- Nhôm nguyên chất bền vững trong
nước biển. Bị phá hủy nhanh trong
H2SO4 (Axit Sunfuric) loãng và dung

cơ không đồng bộ có mô-men

khởi động lớn, động cơ nhiều
tốc độ, làm dây dẫn (đi trần
trên không, ruột cáp).

dịch kiềm.
- Lớp ôxit nhôm có tính ổn định cao
chống ăn mòn trong môi trường
Amoniac (NH3) và một số chất khí
khác.
- Hợp chất nhôm với tạp chất tạo
thành thể rắn thì giảm tính dẫn điện.
- Hợp chất nhôm với tạp chất tạo
thành khác thể rắn thì không dùng dẫn

điện.
- ρ=(0.0918 1,15)Ω mm2/m ở 200C. - Làm dây dẫn đi trên không
5

Sắt

Điện trở suất lớn gấp 7-8 lần của nhưng cấm sử dụng nhỏ hơn
tiết diện tính toán.
đồng.
- Sắt tinh khiết có màu trắng bạc, - Được dùng ở lưới điện có
khoảng cách cột lớn.
không khí khô không tác dụng.
- Dây dẫn bằng sắt không han gỉ - Làm vật liệu dẫn điện với
dạng thanh dẫn, đường ray tải
không chịu sự ăn mòn điện hóa.
- Ở dòng điện xoay chiều điện trở điện, tàu điện ngầm, lõi dây

10

KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH


Trường Trung cấp nghề số 11/BQP

Giáo trình Vật liệu điện

tăng so với dòng một chiều.

nhôm…

- Có khả năng chịu được điện áp cao.

- Khi sử dụng để khắc phục

- Trọng lượng riêng tương đối lớn hiện tượng han gỉ người ta
(7,86kg/dm3).

thường mạ kẽm.
- Làm dây chống sét.

1.4. Hợp kim có điện dẫn suất thấp. (Điện trở cao)
STT

Tên kim loại

1


Manganin

Đặc điểm

Ứng dụng

- Thành phần: Là hợp kim gốc - Dùng trong các dụng cụ đo
đồng 86% Cu, 12%MN, 2%Ni

điện, điện trở mẫu, biến trở và

- Có màu vàng, kéo được thành các dụng cụ đốt nóng bằng
sợi mang 0.02 mm và được sản điện.
xuất thành tấm
- Hệ số điện trở suất nhỏ, điện
2

Constantan

trở suất với độ ổn định cao
- Là hợp kim Đồng – Niken với - Dùng sản xuất dây biến trở,
60% Cu, 40% Ni. Hàm lượng dụng cụ đốt nóng bằng điện có
Niken trong hợp kim quyết định nhiệt độ làm việc không quá
trị số

0
ρ lớn và αρ nhỏ nhất. Trị 400 C.

số của


αρ gần bằng không và

thường có trị số âm.
- Có thể kéo thành sợi, cán thành
3

- Sử dụng thích hợp trong các
cặp nhiệt điện để đo nhiệt độ
không quá vài trăm độ.

Các hợp kim

tấm như Manganin.
- Thành phần: Mn 1.5%, Ni (55- - Dùng làm các dụng cụ đốt

Crôm-Niken

61)%, Cr (14-16)% còn lại là sắt. nóng bằng điện: thiết bị nung,

(Nicrôm)

Tính chịu nhiệt cao (nhiệt độ cho lò điện, mỏ hàn …
phép 1000-11000C).
- Tuổi thọ các dây dẫn hợp kim
chịu nóng phụ thuộc nhiều vào
11

KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH



Trường Trung cấp nghề số 11/BQP

Giáo trình Vật liệu điện

sự thay đổi đường kính theo
chiều dài dây và sự đồng nhất
thành phần hợp kim.
- Để tăng tuổi thọ xoắn thành lò
xo và đặt trong môi trường trơ,
rắn như đất sét, gạch chịu lửa.
Hợp kim

4

Crôm-Nhôm

- Thành phần: Mn 0.7%, Ni 0.6 - Dùng trong thiết bị đốt bằng
%, Cr (12 5)% , Al (3.5 5.5)%

điện công suất lớn và lò điện
công nghiệp.

còn lại là sắt.
- Là hợp kim cứng, giòn. Nó khó
kéo thành sợi và thành băng dài
1.5 Các kim loại khác
1.5.1 Won fram
+ Đặc điểm : ρ = 0.0476 – 0.0057 (Ω.mm2/m).
Là kim loại rất cứng có màu xám tro, chiếu sáng nó không thay đổi ở nhiệt độ thường
dù có hơi nước, ở nhiệt độ 7000C bắt đầu bị ô xi hoá tạo thành màu trắng nếu tăng nhiệt

độ thì lớp ôxít sẽ trở nên màu vàng.
- Ở nhiệt độ cao phản ứng với ôxít cacbon, nitơ, hơi nước nó không phản ứng với
hyđro, hơi thuỷ ngân.
- Không tan trong axít, các chi tiết tuy dày nhưng dễ vỡ, đứt.
+ Ứng dụng :
-

Làm dây vòng xoắn ở đèn nung sáng. Làm điện trở nung nóng
Làm điện cực catốt (cực âm) ở bóng điện tử mạnh, làm việc với điện áp cao, nhiệt
độ

cao, làm nhiệt ngẫu.
-

Làm tiếp điểm điện nó không bị hàn chặt trong thời gian làm việc, có sức bền với
sự
12

KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH


Trường Trung cấp nghề số 11/BQP

Giáo trình Vật liệu điện

mài mòn cơ khí.
-

Hợp kim với bạc, đồng dùng làm tiếp điểm công suất lớn.


1.5.2 Mô líp đen
+ Đặc điểm :

ρ = 0.0476- 0.057 (Ω.mm2/m) ở 200C. Là kim loại có màu trắng xám tro,

ở dạng bụi bột có màu xám tro còn khi nóng chảy nó có màu trắng bạc. Khi nguội trong
không khí nó khó bị ôxít hoá, khi bị ôxy hoá mất lớp rực sáng
-

Khi nguội không bị tác dụng của kiềm hay axít clohyđric, bị tác dụng của axít

sunfuaric, nó không phản ứng với hyđro
- Dẻo dễ lát mỏng, sức bền cơ khí khi gia công phụ thuộc vào độ lớn của hạt.
+ Ứng dụng :
-

Làm chi tiết đỡ cho sợi tóc bóng đèn nung sáng, lưới của bóng điện tử….
Dây mảnh và băng dẹt được dùng làm các phần tử đốt nóng trong chân không, ở

những lò điện trở có nhiệt độ tới 16000C.
trơ.
-

Dùng làm nhiệt ngẫu, tiếp điểm điện ở các bộ điều hoà dụng cụ từ kế.
Hợp kim Môlipđen-Vônfram có thể dùng ở máy cắt điện trong chân không hay khí
Hợp kim với niken, crôm dùng làm điện trở nung nóng.

1.5.3 Niken
+ Đặc điểm :


ρ = 0.0614 – 0.138 (Ω.mm2/m) ở 200C. Là kim loại có màu trắng, xám tro,

-

Có

-

rực sáng
Nó không bị ôxy hoá trong không khí và trong hơi nước ở nhiệt độ thường, ở nhiệt
độ

quá 5000C nó bị ôxy hoá có tính hơi giòn và giảm sức bền vật liệu
-

Niken không tác dụng với dung dịch kiềm, bazơ nóng chảy và hợp chất hữu cơ
Trong chân không nó bay hơi ở 7500C (trước nhiệt độ nóng chảy)
Là kim loại bền dễ dát, vuốt giãn, rèn dập
Ở trạng thái lỏng có độ chảy lỏng thấp và hấp thụ nhiều khí

+ Ứng dụng :
- Người ta dùng niken để mạ thép, dùng làm kính phản chiếu trong kỹ thuật ánh sáng

13

KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH


Trường Trung cấp nghề số 11/BQP


Giáo trình Vật liệu điện

- Trong kỹ thuật chân không làm giá đỡ dây tóc bóng đèn nung sáng và bóng đèn điện
tử.
- Dùng chế tạo nhiệt ngẫu (Ni-Fe, Ni- Cr)
- Chế tạo một số tiếp điểm điện trong môi trường hyđro cacbua có điện áp lớn và
dòng
điện nhỏ.
- Dùng chế tạo điện trở phát nóng đến 9000C
- Chế tạo điện cực dương cho các ắc quy
- Hợp kim Ni để làm điện trở và các tiếp điểm điện, biến trở, chảo điện
1.5.4 Chì
+ Đặc điểm :
-

ρ = 0.205– 0.32 (Ω.mm2/m) ở 200C
Là kim loại có màu xám tro sáng ngả hơi xanh da trời, là kim loại mềm có thể uốn

cong dễ dàng hoặc cắt bằng dao cắt chuyên dụng. Chỗ mới cắt có màu sáng rực nhưng
mất đi nhanh và chuyển sang màu tro.
- Bền với thời tiết xấu, với muối Clorua, dầu, không bền với chất kiềm không bị tác
dụng của axit Clohyđric, Amôniac.
- Dễ phản ứng hóa học nhiệt độ cao, độ bền thấp ở nơi thường xuyên dao động. Hợp
kim chì có sức bền dao động hơn, nhưng ít bền với sự ăn mòn, sự bay hơi của chì rất độc
hại.
+ Ứng dụng :
-

Dùng làm vỏ bảo vệ cáp
Bảo vệ tốt nhất với sự xuyên thủng của tia X-Quang

Chế tạo ắc quy
Dùng làm dây chảy cầu chì

1.5.5 Thiếc
+ Đặc điểm :
-

ρ = 0.113 – 0.143 (Ω.mm2/m) ở 200C
Là kim loại có màu trắng bạc, sáng
Sức bền tốt đối với ảnh hưởng của môi trường, không bị ôxy hoá trong không khí
Không chịu tác dụng của axit và các chất kiềm chỉ khi các chất này bị nung nóng
và

đậm đặc.
14

KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH


Trường Trung cấp nghề số 11/BQP
-

Giáo trình Vật liệu điện

Mềm, dễ lát mỏng và uốn dẻo. Khi bẻ cong ta nghe thấy âm thanh.
Điện trở suất thay đổi đột ngột khi chuyển trạng thái từ rắn sang lỏng.

+ Ứng dụng :
-


Để chế tạo đồng thanh hoặc hợp kim dùng để hàn.
Dùng làm tụ giấy và tụ mica

1.5.6 Kẽm
+ Đặc điểm:
- ρ = 0.0535 – 0.063 (Ω.mm2/m) ở 200C.
Là kim loại có màu tro xám hơi ngả sang màu trắng có tính chiếu sáng sau thời gian
trở nên màu mở đục.
- Dễ bị tác dụng của axit và chất kiềm tạo thành tổ hợp chất độc
+ Ứng dụng :
-

Dùng để mạ dây thép.
Hợp chất với đồng hoặc nhôm có thể dung làm dây dẫn.

1.5.7 Bạch kim (Platin - Pt)
+ Đặc điểm :
-

Là kim loại không kết hợp với ôxít và rất bền vững đối với thuốc thử hoá học
Dễ gia công cơ khí, kéo thành sợi mảnh và tấm mỏng

+ Ứng dụng :
-

Dùng sản xuất cặp nhiệt độ làm việc tới 16000C.
Với dây mảnh < 0.001mm dùng treo hệ thống động trong đồng hồ điện và các
đồng

hồ đo có độ nhạy cao.

-

Hợp kim với Iridi(Ir) dùng làm tiếp điểm.

1.5.8 Thuỷ ngân
- Ở nhiệt độ thường thì thủy ngân tồn tại dạng lỏng.
- Sản xuất từ hợp chất (HgS) sunfit xinoba bằng cách nhiệt phân trong không khí ở
nhiệt độ 2000C.
- Hơi thuỷ ngân khác khí thường và khí trơ là có điện thế ion hoá thấp.
- Có tính bền hoá học chỉ bị oxy hoá ở nhiệt độ gần độ sôi, tác dụng yếu với hyđro,
magiê, nhôm, kiềm và kim loại kiềm thổ.
- Hiện tượng siêu dẫn phát hiện đầu tiên là thuỷ ngân.
15

KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH


Trường Trung cấp nghề số 11/BQP

Giáo trình Vật liệu điện

* Than kỹ thuật điên
+ Đặc điểm :
-

Là một dạng của cacbon có thể sản xuất từ than cốc.
Nó tồn tại dưới các dạng :
+ Graphit thô chưa gia công cơ khí.
+ Graphit cô đặc đã chịu gia công cơ khí.
Có sức bền cơ khí đặc biệt ở các máy điện chịu rung, va đập.

Chổi than dùng cho máy điện tạo thành tiếp xúc động giữa phần cố định và phần

-

quay
Chổi than điện graphit, chổi than graphit, chổi than kim loại graphit được dùng ở
các

máy điện có điện áp thấp và động cơ không đồng bộ roto dây quấn
1.6 Ứng dụng của hợp kim trong kỹ thuật điện
1.6.1 Hợp kim dùng làm điện trở
1. Khái quát và phân loại
- Vật liệu được sử dụng để chế tạo các điện trở phải có điện trở suất lớn, hệ số biến đổi
điện trở suất theo nhiệt độ phải nhỏ
-

Phân loai :

* Theo mục đích sử dụng gồm :
+ Vật liệu dùng làm điện trở chính xác : Dùng ở dụng cụ đo lường và điện trở mẫu
Những vật liệu này có một sức điện động nhỏ so với những vật liệu khác và đặc tính
không được thay đổi theo thời gian để nó không tạo nên những sai số trong những
phương pháp đo.
+ Vật liệu dùng làm biến trở khởi động
Là những vật liệu phải có sức bền với thời gian kéo dài ở nhiệt độ cao
( không được nóng chảy và không bị ôxy hoá). Chúng phải gia công dễ dàng và làm việc
không được rút ngắn chiều dài.
* Theo bản chất vật liệu người ta phân biệt :
+ Kim loại tinh khiết hay ít hợp kim dùng làm điện trở
+ Hợp kim dùng làm điện trở

2. Hợp kim dùng làm điện trở
16

KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH


Trường Trung cấp nghề số 11/BQP
-

Giáo trình Vật liệu điện

Những kim loại tinh khiết hay ít hợp kim có giới hạn trong việc sử dụng và dùng ở

kết cấu điện trở. Vì thông thường chúng có điện trở suất nhỏ hơn hợp kim của chúng, hệ
số biến đổi điện trở suất nhiều hơn hợp kim của chúng, đồng thời nó bị ăn mòn ở nhiệt độ
cao.
-

Người ta sử dụng những hợp kim của kim loại khó nóng chảy (Cu, Ni, Fe, Cr, Mn)

những hợp kim này rất bền đối với sự ăn mòn ở nhiệt độ cao so với những kim loại hợp
thành.
-

a. Hợp kim dùng làm điện trở chính xác và dùng làm bộ biến trở
Hợp kim loại mangan (86% Cu, 2% Ni, 12% Mn) người ta dễ kéo thành băng và
dây

mảnh có màu cà phê – đỏ nhạt.
-


Nó có sức nhiệt điện động rất nhỏ (1- 2 µv/độ). Người ta sử dụng làm điện trở
chính

xác vì nó không làm sai lệch kết quả đo lường ở dòng điện và môi trường xung quanh
khác nhau. Đồng thời yêu cầu đảm bảo tính bất biến của những giá trị điện trở ở thời gian
làm việc lâu dài và không vượt quá nhiệt độ làm việc 600C, với biến trở khoảng 3000C.
-

Hợp kim loại Constantan và Niken

+ Constantan : Chứa 60% Cu và 40% Niken gia công dễ dàng khi nguội và khi nóng có
thể kéo thành sợi rất mỏng thành băng chiều dày 0.02mm. Dễ hàn và dính chặt. Hệ số
biến đổi của điện trở suất theo nhiệt độ bé.
Khi dùng làm biến trở và điện trở nung nóng không được dùng ở quá nhiệt độ 450 0C
vì nó sẽ bị ôxy hoá. Nhưng nung nóng ở 9000C thời gian 3 giây rồi để nguội trong không
khí thì trên bề mặt sẽ tạo thành màng ôxit ngăn cách dễ uốn dẻo và có độ bền.
+ Niken chứa 25-35% Ni, 2-3% Mn, 67% Cu nên rẻ tiền hơn constantan. Nó được gia
công rất dễ, có điện trở suất nhỏ hơn và hệ số biến đổi điện trở suất đối với nhiệt độ thấp
hơn constantan. Dùng làm biến trở khởi động.
-

Hợp kim trên cơ sở kim loại quý

17

KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH


Trường Trung cấp nghề số 11/BQP


Giáo trình Vật liệu điện

Đó là hợp kim có vàng với Crôm (20%) bạc với mangan và thiếc, bạc với niken.
Chúng có điện trở suất lớn và hệ số biến đổi điện trở suất đối với nhiệt độ nhỏ tuỳ thuộc
vào việc xử lý già hoá.
Người ta thường dùng hợp kim này làm điện trở chính xác
-

Hợp kim đồng – kẽm và đồng- niken- kẽm: Là hợp kim rẻ tiền, được sử dụng
trong

các dụng cụ đo lường thông dụng và làm bộ biến trở đối với dòng điện lớn.
-

b. Hơp kim dùng làm điện trở sưởi nóng và nung nóng
Hợp kim trên cơ sở niken và crôm (nicrom, crômniken). Có sức bền tốt ở nhiệt độ

cao, điện trở suất lớn và hệ số biến đổi của điện trở suất theo nhiệt độ nhỏ.
-

Dùng làm dây dẫn mảnh (đường kính 0.01- 0.3mm) chứa 60-70% niken, 15-20%

crôm và 15-25% sắt, có thể thêm vào 1-2% Mn để làm chất khử oxy. Điện trở suất của
hợp kim này khoảng 1 Ω.mm2/m và thay đổi tuỳ theo các thành phần cấu tạo nên
Hợp kim trên cơ sở niken- sắt- crôm. Trong kỹ thuật truyền thanh người ta dùng
những điện trở có giá trị lớn xong kích thước nhỏ như các hợp kim của nhôm được mang
tên là ohmax (ρ = 1.67 (Ω.mm2/m, α = 0.00035).
-Hợp kim crôm-silic-sắt(feronicrom) là những hợp kim chịu được nhiệt độ cao vì vậy
chúng rất thông dụng.

Dây làm điện trở trên cơ sở Cacbua Silic. Vật liệu từ Cacbua Silic được đưa thêm vật
liệu gốm vào, chúng có dạng thanh hay ống với các đầu được kim loại hoá. Dùng cho lò
điện có nhiệt độ 1000- 14000C.
1.6.2 Hợp kim dùng làm tiếp điểm điện
1. Khái quát
Vật liệu dùng làm tiếp điểm cần thoả mãn những điều kiện chung sau :
-

Có sức bền cơ khí và độ rắn cao
Có điện dẫn suất và điện dẫn nhiệt tốt để không nung nóng quá nhiệt độ cho phép

-

khi có dòng điện đinh mức lâu dài đi qua.
Có sức bền đối với sự ăn mòn do tác nhân bên ngoài.
Có nhiệt độ nóng chảy và hoá hơi cao.
Ôxít của nó phải có điện dẫn suất lớn.
18

KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH


Trường Trung cấp nghề số 11/BQP
-

Giáo trình Vật liệu điện

Có thể gia công dễ dàng, giá thành hạ.

* Điều kiện riêng :

-

Đối với tiếp đỉểm cố định : +Có sức bền khi nén để có thể chịu áp suất ép lớn
+Phải có điện trở ổn định trong thời gian làm việc lâu
dài.

-

Đối với tiếp điểm điện động:
+Phải có sức bền đối với sự ăn mòn, do tác động cơ khí hoặc va chạm khi đóng và

mở.
+Phải có sức bền đối với sự tác động của hồ quang điện. Không bị hàn chặt.
+ Đối với tiếp điểm trượt : (Máy cắt điện, dao cắt, vòng cổ góp…có sức bền đối
với
sự mài mòn cơ khí do ma sát).
2. Sức bền của tiếp điểm và các yếu tố ảnh hưởng đến sức bền
Sức bền tiếp điểm bị ảnh hưởng bởi :
+ Bản chất bề mặt : Điện trở của tiếp điểm ngày càng lớn khi điện trở suất của vật
liệu càng lớn, điện trở càng nhỏ khi ứng suất nghiền đập cảu vật liệu ngày càng nhỏ. Vật
liệu càng mềm thì sự biến dạng càng dễ dàng, số lượng tiếp điểm tiếp xúc ngày càng lớn.
Trong một số trường hợp tiếp điểm được làm bằng vật liệu cứng hơn song lại được bọc
bằng vật liệu mềm hơn. Bản chất của vật liệu ảnh hưởng đến điện trở của tiếp điểm
Khi phụ tải thay đổi và khi ngắn mạch có thể sinh ra ứng lực rất lớn, có thể dẫn đến
vượt quá giới hạn đàn hồi của vật liệu và làm yếu tiếp điểm
Vậy bản chất của vật liệu và những điều kiện làm ảnh hưởng đến sự ăn mòn làm xấu
tính chất dẫn điện do vậy điện trở tiếp xúc tăng.
Sự ăn mòn thể hiện rõ ở trong môi trường như : Amôniac, clo, hơi axit…
Những tiếp điểm làm bằng 2 kim loại khác nhau sẽ ăn mòn lớn hơn tiếp điểm làm
bằng cùng kim loại.

Để tránh ăn mòn người ta phủ lên tiếp điểm những kim loại có sức bền đối với sự ăn
mòn và tránh các môi trường như trên.
+ Lực ấn. Là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến điện trở của tiếp điểm
19

KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH


Trường Trung cấp nghề số 11/BQP
-

Giáo trình Vật liệu điện

Khi cùng độ lớn của bề mặt tiếp xúc thì điện trở càng nhỏ khi lực ấn càng lớn (vì
diện

tích tiếp xúc phụ thuộc và lực ấn).
-

Những tiếp điểm cố định ghép bằng bulông lực phải đủ lớn không quá lỏng làm
điện

trở tiếp xúc lớn, quá chặt tạo nên ứng suất lớn trong vật liệu làm mất tính đàn hồi và làm
xấu mối tiếp xúc.
+Nhiệt độ tiếp điểm
Nếu lực ấn duy trì không đổi với nhiệt độ 250 0C thì điện trở suất tăng theo nhiệt
độ. Giữa 250 - 4000C sức bền cơ học của vật liệu giảm. Vật liệu trở nên mềm làm tăng
diện tích tiếp xúc thực tế và giảm điện trở mà dòng điện đi qua.
+ Trạng thái bề mặt trong lúc tiếp xúc
Khi gia công cần loại bỏ màng ôxít và những vật chất xa lạ, đồng thời phải tạo

được tối đa các điểm tiếp xúc khi tiếp xúc các bề mặt.
3. Vật liệu dùng làm tiếp điểm cố định
Người ta sử dụng Đồng, Nhôm, Thép, Kẽm
-

Đồng rất cứng và hợp kim của nó (đồng thanh, đồng thau) có phốtpho sử dụng ở
điện

áp nhỏ điều kiện làm việc bình thường. Để có sức bền đối với sự ăn mòn người ta mạ
niken hoặc tẩm thiếc khi nóng hay bọc bạc.
-

Nhôm có sức bền cơ học thấp, điện trở suất lớn do vậy người ta không dùng ở nơi
có

dòng điện ngắn mạch lớn .
-

Thép có tổn thất lớn trong dòng xoay chiều vì vậy sử dụng ở công suất bé và điện
áp

lớn. Nó bị ăn mòn trong không khí ẩm ướt tạo lớp gỉ sét dễ phát triển vào sâu dẫn đến
phá huỷ hoàn toàn.
-

Kẽm giống nhôm trong không khí tạo thành lớp oxit bọc bề mặt ngoài bảo vệ sự
ăn
20

KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH



Trường Trung cấp nghề số 11/BQP

Giáo trình Vật liệu điện

mòn không cho tiếp tục đi vào trong tiếp điểm.
4. Vật liệu dùng cho các tiếp điểm cắt
-

Platin có tính ổn định cao đối với sự ăn mòn trong không khí tạo nên màng oxit do

vậy đảm bảo được sự ổn đinh điện của tiếp điểm dẫn đến dòng điện qua tiếp điểm sẽ nhỏ
Platin có độ cứng thấp nên nên mài mòn nhanh do đó ít sử dụng dạng tinh khiết
thường dùng với iridi có độ cứng cao nhiệt độ nóng chảy cao. Do đó chúng được chế tạo
các tiếp điểm quan trọng có độ chính xác cao ở dòng điện nhỏ. Có sức bền tốt với sự tác
động của hồ quang điện.
-

Pladi tính chất tương tự Platin nó có sức bền tốt hơn không khí
Rodi có độ cứng cao, nhiệt độ nóng chảy cao điện dẫn suất và dẫn nhiệt cao, tính
dễ

bay hơi thấp và có sức bền cao đối với sự ăn mòn được sử dụng thông dụng với các tiếp
điểm có yêu cầu chính xác.
- Vàng : Có sức bền kém so với Platin đối với hồ quang điện nên ít dùng nguyên
chất để làm tiếp điểm.
- Bạc : tạo nên màng mỏng oxit có cùng điện dẫn suất với bạc nguyên chất vì vậy
những tiếp điểm bằng bạc không làm thay đổi tính chất song khi suất hiện hồ quang điện
sẽ bị ăn mòn nhiều, dễ dàng bị dính chặt giữa chúng.

Tiếp điểm bằng hợp kim bạc với đồng có độ cứng cao ăn mòn nhỏ dùng cho những
tiếp điểm có áp suất lớn. Hợp kim bạc với cadimi dùng cho tiếp điểm có công suất lớn.
-

Ngoài ra còn : Vonfram, molipden…

5. Vật liệu tổng hợp dùng làm tiếp điểm có công suất lớn
Những vật liệu tổng hợp hay dùng gồm : Bạc – Vonfram, Bạc – Molipden, Bạc –
Niken, Đồng – Vonfram, Đồng – Molipden.
Một kim loại có điện trở suất lớn còn loại kia có sức bền cơ khí lớn. Như vậy vật
liệu tổng hợp có tính cơ học rắn chắc với điện nên dẫn suất lớn, ổn định nhiệt cao. Sử
dụng ở những tiếp điểm có yêu cầu công suất lớn, áp suất tiếp xúc lớn và độ cứng cao.
Dưới dạng các viên mỏng dính chắc lên trên bề mặt tiếp xúc của tiếp điểm cắt ở khí cụ
điện.
21

KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH


Trường Trung cấp nghề số 11/BQP

Giáo trình Vật liệu điện

6. Vật liệu dùng làm tiếp điểm trượt
-

Đồng : Ở cổ góp máy điện và những tiếp điểm của máy cắt điện, dao cách ly. Để
tạo

ra sức bền cơ khí cao người ta dùng hợp kim với cadimi hoặc mạ bạc.

-

Các hợp kim của đồng : Đồng thanh, đồng thau, được dùng làm vòng tiếp xúc hay
cổ

góp chúng có độ bền cơ khí cao với sự mài mòn và ăn mòn.
-

Vật liệu làm bằng gang hình cầu đôi khi được dùng làm vòng góp
Nhôm được dùng làm các chi tiết tiếp xúc ở cần lấy điện của các phương tiện vận
tải

bằng điện.
-

Vật liệu Cacbon graphit dùng trong khí cụ điện, làm chi tiết tiếp xúc của phương

tiện vận tải vì chúng không mài mòn dây dẫn truyền tải điện và có tuổi thọ cao.
* Hợp kim dùng làm cặp nhiệt điện
- Copen (Cu = 56% và niken = 44%)
- Alumen (Niken = 95% và Si, Al, Mg)
- Platinrođi (Rh = 10%)
Cụ thể : Khi đo nhiệt độ tới 16000C dùng platin – platinrôđi.
Khi đo nhiệt độ tới 3500C dùng đồng – Constantan và đồng côban.
Khi đo nhiệt độ tới 6000C dùng Sắt – Constantan.
Khi đo nhiệt độ 9000C đến 10000C Cromen – Alumen.
1.7 Dây dẫn, dây cáp
Trong công nghiệp cáp và dây dẫn cơ bản dùng để truyền tải và phân phối điện
năng, đồng thời dùng để đấu các máy điện, thiết bị điện với nhau. Mặt khác còn dùng để
truyền tín hiệu với các tần số khác nhau.

Thông thường cáp điện được tạo nên từ ba thành phần chính : phần dẫn, phần cách
điện và phần bảo vệ. Cáp điện cần thoả mãn rất nhiều yêu cầu kỹ thuật khác nhau như :
tính dẫn điện, cách điện, độ bền cơ – lý – hoá, thời gian phục vụ, độ kín của lớp bảo vệ…

22

KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH


Trường Trung cấp nghề số 11/BQP

Giáo trình Vật liệu điện

Do vậy khi sản xuất cáp cần phải lựa chọn vật liệu, tuân thủ nghiêm ngặt quy trình công
nghệ, tính toán thiết kế, thử nghiệm theo tiêu chuẩn.
1.7.1 Cơ sở phân loại cáp
a. Phân loại theo thành phần kết cấu
Ta có cấu trúc của cáp bao gồm: lõi dẫn, cách điện, màn chắn điện và lớp bảo vệ. Lõi
dẫn điện có nhiệm vụ truyền dòng năng lượng điện và tín hiệu tin tức liên lạc. Cách điện
là tạo lên khoảng cách cách điện ổn định giữa lõi dẫn và bề mặt đất. Các lớp bảo vệ dùng
bảo vệ lõi dẫn và cách điện khỏi bị tác động cơ học, khí hậu hay hóa học. Màng chắn để
tạo lên cách điện bên trong điện từ trường hướng tâm hay là bảo vệ cho tín hiệu điện
truyền đi khỏi bị nhiễu từ bên ngoài.
- Theo thành phần kết cấu các chi tiết cáp có thể chia thành: dây dẫn không cách
điện (dây cáp trần) và dây dẫn có cách điện, dây cáp mềm và cáp điện.
+ Dây cáp trần được tạo lên từ lõi dẫn, còn dây có cách điện được tạo lên từ hai
thành phần lõi và lớp cách điện.
+ Dây cáp mềm được tạo lên từ tổ hợp hai hay nhiều dây dẫn mềm có cách điện
được bao bọc chung một lớp bảo vệ.
- Cáp điện được tạo lên từ ba thành phần kết cấu: các lõi dẫn, cách điện và vỏ bảo

vệ.
b.Phân loại theo vật liệu cách điện
- Dây trần, cáp điện và dây dẫn cách điện bằng giấy (tẩm hay không tẩm)
- Cáp điện dây dẫn và dây cáp mềm cách điện bằng cao su và polime.
- Dây êmay
- Dây dẫn và cáp cách điện bằng sợi và cách điện tổ hợp.
c. Phân loại theo mục đích sử dụng
- Cáp và dây dẫn điện áp cao: Có điện áp làm việc > 1000V
- Cáp và dây dẫn điện áp thấp: Dùng phân phối điện năng trong mạch nhị thứ, dùng
đấu nối trong sơ đồ, thiết bị, dụng cụ đo lường, cung cấp điện và điều khiển hệ thống
kiểm tra…

23

KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH


Trường Trung cấp nghề số 11/BQP

Giáo trình Vật liệu điện

- Cáp và dây thông tin dùng cho tất cả các dạng liên lạc (điện thoại, điện tín, rađio,
tivi…)
- Dây quấn điện từ dùng để quấn các cuộn dây máy biến áp, máy điện, thiết bị
điện…
d. Phân loại theo lĩnh vực sử dụng
- Cáp và các chi tiết cáp sử dụng đại chúng dùng để cung cấp điện năng trong công
nghiệp, trong giao thông, liên lạc và dùng cho xây dựng, nhà ở…
- Cáp và dây dẫn chuyên dùng sử dụng trong kỹ thuật chuyên ngành riêng, trong
điều kiện khí hậu khắc nghiệt. Ví dụ: Cáp tàu thủy tàu biển, dùng trong hàng không vũ

trụ, trong hầm lò, dầu mỏ, dùng trong thiết bị di chuyển (cần trục, cầu trục).
• Một số loại dây dẫn, cáp điện
+ Dây điện đơn:

+ Dây đơn mềm: Là dây dẫn có bọc cách điện bằng nhựa PVC hoặc cao su lưu
hóa, có ruột bằng đồng, gồm nhiều sợi nhỏ có đường kính 0.2 mm xoắn lại nên rất mềm.
Dây đơn mềm được sử dụng để đi dây trong bảng phân phối điện, dầu dây đưa ra ngoài
của các máy điện…

+ Dây điện đôi
Tạo bởi hai dây dẫn ruột đồng, mềm, được bọc cách điện song song với nhau, chất
cách điện là nhựa PVC hoặc cao su lưu hóa. Dây dẫn được tạo bởi nhiều sợi có đường
kính 0,2 mm nên mềm dẻo và dễ di động. Dây đôi dùng để dẫn điện cho các thiết bị cần
di động, đồ dùng điện trong sinh hoạt như quạt bàn, tủ lạnh, máy thu thanh, thu hình.
24

KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH


Trường Trung cấp nghề số 11/BQP

Giáo trình Vật liệu điện

Các thông số của dây đôi mềm
Chỉ danh

Cấu tạo

Tiết diện (mm2)


Cường độ dòng điện tối đa

0.4 mm2

0.2 x 12 sợi

0.38

(A)
6

0.5 mm2

0.2 x 16

0.5

8

0.16 x 25

0.5

8

0.2 x 24

0.75

10


1.8 x 30

0.76

10

0.16 x 37

0.74

10

0.2 x 32

1.01

12

0.18 x 40

1.02

12

0.16 x 50

1.02

12


0.2 x 49

1.54

16

0.75 mm2

1.00 mm2

1.50 mm2
+ Dây cáp: Là loại dây dẫn tải dòng điện lớn, có bọc cách điện bằng cao su lưu hóa
hoặc nhựa PVC. Ruột bằng đồng được tạo bởi nhiều sợi dây đơn nên có thể mềm hơn.
Thường dùng làm dây tải chính cho các hộ tiêu thụ. Có thể đặt trên buli hoặc đi trong
ống.
Để tăng cường sức chịu đựng lực kéo và nén cho dây cáp, người ta còn chế tạo các
loại cáp với lớp vỏ bọc bằng thép ở bên ngoài; các loại cáp này thường được dùng để đi
ngầm cho các công trình lớn.

25

KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH