Giáo trình Vật liệu điện được biên soạn theo đề cương chi tiết môn học “Vật liệu điện” dùng cho hệ cao đẳng Điện tàu thủy, Điện dân dụng, Điện công nghiệp và nghề Công nghệ kỹ thuật điều khiển và tự động hóa Trường Cao đẳng Hàng hải I.

1. 6
Danh mục hình vẽ
TT Tên hình vẽ Trang
1 Hình 1.1 Cấu tạo nguyên tử 10
2 Hình 1.2 Mô hình nguyên tử H 10
3 Hình 1.3 Mạng tinh thể cơ bản của kim loại 13
4 Hình 1.4 Biểu diễn chiều mômen từ 14
5 Hình 1.5 Hưng từ hóa khó và dễ trong đơn tinh thể Sắt 15
6 Hình 1.6 Đường cong từ hóa của vật liệu sắt từ 15
7 Hình 2.1 Quan hệ giữa độ ẩm bào hoà mmax theo nhiệt độ 19
8 Hình 2.2 Vật liệu bị ngấm ẩm 21
9 Hình 2.3 Vật liệu hấp thụ 21
10 Hình 2.4 Tấm cách điện nằm giữa điện môi 24
11 Hình 2.5 Sự phân cực của điện môi 25
12 Hình 2.6 Điện môi khi đặt trong điện trường 26
13 Hình 3.1 Sơ đồ cấu tạo cặp nhiệt điện 42
14 Hình 4.1 Đường cong từ hoá cơ bản 64
15 Hình 4.2 Đường cong từ trễ 65
16 Hình 4.3 Kết cấu mạch từ 67
17 Hình 4.4 Đường cong từ hóa 68

2. 7
18 Hình 4.5 Phân chia từ trường 69
19 Hình 4.6 Phân bố khe hở 71
20 Hình 4.7 Mạch từ xoay chiều 72
21 Hình 4.8 Mạch từ đẳng trị 73

3. 8
GIÁO TRÌNH MÔN HỌC
Tên môn học: Vật liệu điện
Mã môn học: MH 6520228.09; 6520226.09; 6520227.10; 6510305.15
I. Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học của môn học:
- Vị trí:
+ Vật liệu điện là môn cơ sở chung của các chuyên ngành điện;
+ Môn học có thể bố trí trước hoặc sau các môn cơ sở khác và trước các
mô đun nghề.
- Tính chất:
Môn học nghiên cứu về cấu tạo, tính chất và ứng dụng của vật liệu điện
trong thực tế.
- Ý nghĩa và vai trò của môn học:
Môn học này trang bị cho học viên những kiến thức cơ bản về vật liệu dẫn
điện, vật liệu cách điện và vật liệu dẫn từ. Những ứng dụng chủ yếu của vật
liệu điện trong thiết bị, máy điện, khí cụ điện và trong các lĩnh vực truyền
tải, phân phối và sử dụng điện.
II. Mục tiêu môn học:
- Về kiến thức:
+ Nhận dạng được các loại vật liệu điện, phân biệt được chính xác vật
liệu dùng trong công nghiệp và dân dụng;
+ Trình bày được đặc điểm, tính chất của các loại vật liệu điện;
+ Mô tả được ứng dụng của các vật liệu điện trong thực tế.
- Về kỹ năng:
+ Phân biệt được vật liệu dẫn điện, vật liệu cách điện, vật từ;
+ Trình bày được đặc tính của các loại vật liệu điện.
+ Sử dụng thành thạo các loại vật liệu điện.
+ Xác định được các dạng và nguyên nhân gây hư hỏng ở vật liệu điện.
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
+ Có ý thức rèn luyện, vận dụng kiến thức đã học vào thực tế.
+ Tính chọn, thay thế vật liệu điện đúng yêu cầu kỹ thuật

4. 9
CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM VỀ VẬT LIỆU ĐIỆN
MH 6520228.09.01; MH 6520226.09.01
MH 6520227.10.01; MH 6510305.15.01
Giới thiệu:
Vật liệu điện có vai trò rất to lớn trong công nghiệp điện. Để thấy rõ được
bản chất cách điện hay dẫn điện của các loại vật liệu, chúng ta cần hiểu những
khái niệm về cấu tạo của vật liệu cũng như sự hình thành các phần tử mang điện
trong vật liệu. Bên cạnh đó chúng ta cũng cần nắm rõ về nguồn gốc, cách phân
loại các loại vật liệu đó như thế nào để tiện lợi cho quá trình lựa chọn và sử
dụng sau này. Nội dung chương này nhằm trang bị cho học viên những kiến
thức cơ bản trên nhằm giúp cho học viên có những kiến thức cơ bản để học tập
những bài học sau có hiệu quả hơn.
Mục tiêu:
- Nhận dạng được các loại vật liệu điện.
- Phân loại chính xác các loại vật liệu điện dùng trong công nghiệp và dân
dụng.
- Có ý thức tìm tòi kiến thức mới
Nội dung chính:
1. Khái niệm vật liệu điện
1.1. Khái niệm
Vật liệu điện là tất cả những chất liệu dùng để sản xuất các thiết bị sử dụng
trong lĩnh vực ngành điện. Thường được phân ra các vật liệu theo đặc điểm, tính
chất và công dụng của nó, thường là các vật liệu dẫn điện, vật liệu cách điện và
vật liệu dẫn từ.
1.2. Cấu tạo nguyên tử của vật liệu điện
Nguyên tử là phần tử cơ bản nhất của vật chất. Mọi vật chất đều được cấu
tạo từ nguyên tử và phân tử theo mô hình nguyên tử của Bo.
Nguyên tử được cấu tạo bởi hạt nhân mang điện tích dương (gồm proton p và
nơtron n) và các điện tử mang điện tích âm (electron, ký hiệu là e) chuyển động
xung quanh hạt nhân theo một quỹ đạo xác định.
Nguyên tử : Là phần nhỏ nhất của một phân tử có thể tham gia phản ứng hoá
học, nguyên tử gồm có hạt nhân và lớp vỏ điện tử hình 1.1
- Hạt nhân : gồm có các hạt Proton và Nơrton
- Vỏ hạt nhân gồm các electron chuyển động

5. 10
xung quanh hạt nhân theo quỹ đạo xác định. Tùy theo mức năng lượng mà
các điện tử được xếp thành lớp.
Ở điều kiện bình thường, nguyên tử trung hòa về điện, tức là:
(+)hạt nhân = (-)e
Khối lượng của e rất nhỏ: me= 9,1 .10-31
(Kg)
qe = 1,601 . 10-19
(C)
Do điện tử có khối lượng rất nhỏ cho nên độ linh hoạt của tốc độ chuyển
động khá cao. Ở một nhiệt độ nhất định, tốc độ chuyển động của electron rất
cao. Nếu vì nguyên nhân nào đó một nguyên tử bị mất điện tử e thì nó trở thành
Ion (+), còn nếu nguyên tử nhận thêm e thì nó trở thành Ion (-).
Quá trình biến đổi 1 nguyên tử trung hòa trở thành điện tử tự do hay Ion (+)
được gọi là quá trình Ion hóa.
Để có khái niệm về năng lượng của điện tử xét trường hợp đơn giản của
nguyên tử Hydro, nguyên tử này được cấu tạo từ một proton và một điện tử e
(hình 1.2).
Khi điện tử chuyển động trên quỹ đạo có bán kính r bao quanh hạt nhân, thì
giữa hạt nhân và điện tử e có 2 lực:
Lực hút (lực hướng tâm): f1 =
r
q
2
2
(1.1)
và lực ly tâm: f2 =
r
mv2
(1.2)
trong đó:
r
e
-
Hình 1.2. Mô hình nguyên tử H
Hình 1.1. Cấu tạo nguyên tử
Vỏ nguyên t ử
H ạt nhân