Materjali omadused

Sõnavara

  • isolatsioon – kiht, millega eraldatakse elektrit juhtivad osad
  • termiline – soojuslik
  • induktsioon – elektriline või magnetiline mõju teatava vahemaa taha ilma otsese kontaktita

Materjali omadused

Kõikide seadmete valmistamisel võetakse arvesse materjali kasulikke omadusi. Kuna metall juhib elektrit, aga plast mitte, on juhe tehtud metallist ja selle isolatsioon plastist. Omadused võivad olla füüsikalised ja keemilised. Füüsikalised omadused jagunevad omakorda nt mehaanilisteks (vastupidavus, tugevus), termilisteks jms.

Põrandakütte elektrijuhtmed paigaldatakse materjalikihtide vahele. Elektritakistuse tõttu juhtmed kuumenevad ja soojendavad põrandaplaate. Köetav ala isoleeritakse külgedelt ja alt. Kuna soojus kandub kiirgusena nagu valguskiirguski, lisatakse isolatsioonikihile ka peegeldav kiht (nt alumiiniumleht), mis suunab soojuse põrandaplaatide poole.

Et kasutajaid elektrilöögi eest kaitsta, tuleb kõik elektriseadmed maandada ehk ühendada maapinnaga, kus elektrivool ohutult „hajub”. Maandamiseks kasutatavaid juhtmeid, vardaid jms nimetatakse maanduriteks. Maapind juhib elektrit selle niiskuse ja soolasisalduse tõttu.

Põrandakütte paigaldamine põrandaplaatide alla.
Maandus aitab inimesi elektrilöögi eest kaitsta.

Materjal majapidamises

Valgustid süttivad, kui metalljuhtmeid pidi jõuab nendeni elektrivool.

Ahjuukse käepide on ahju kuumusest isoleeritud ega kõrveta seega ust avades kätt.

Trükkplaadis olevad metallribad juhivad elektrit ning selle tõttu saab infol seadmes liikuda.

Käterätikuivatis muundatakse elekter soojuseks ning see kuivatab märja rätiku.

Küsimused

  1. Miks ahjuukse käepide ei kõrveta?
  2. Kuidas kontrollitakse materjali elektrijuhtivust?
  3. Nimeta veel mõni seade majapidamises, mille puhul on materjali termilised omadused olulised.

Materjali valimine

Iga seade peab vastama konkreetsetele nõuetele ja täitma kindlaid ülesandeid. Seega peab nendele nõuetele vastama ka materjal, millest seade valmistatakse. Materjalid on erinevate omadustega, ning seetõttu on õige valiku tegemine parimate tulemuste saavutamiseks väga tähtis. Seadme valmistamiseks tuleb valida materjal, mis ka hinna poolest vastab kõige paremini etteantud nõuetele.

Enne materjali valimist peab olema selge, millistes tingimustes hakatakse seadet kasutama – nt kas materjal peab olema ilmastiku- või niiskuskindel, kas see peab vastu pidama suurte raskuste all või kannatama vibratsioone, kas see peab kasutamiseks olema võimalikult kerge, jäik jpm. Tähelepanu tuleb pöörata paljudele väikestele asjaoludele.

Nõuded seadmele

Seadmele esitatavad nõuded sõltuvad sellest, milleks seadet kasutatakse.


Omaduste sobivus


Töödeldavus


Keskkonnamõjud ja hind

Eelistatakse materjale, mis vastavad kõige paremini seadmele esitatud nõuetele.

Erinevat materjali töödeldakse erinevalt ning saadakse erineva kujuga detaile.

Eelistatakse materjale, mis on odavamad ning mida on kergem pärast seadme kasutusea lõppu käidelda.

Materjali valik

Valitakse materjal, mis krieteeriumitele kõige paremini vastab.

Motoriseeritud garaažiuksed, mis avanevad ja sulguvad muutes lüliti asendit.
Garaažiukse liigutamiseks tuleb muuta lüliti asendit. Pärast lüliti vajutamist jõuab elektrivool juhtme kaudu mootorini. Mootor liigutab ketti piki rööbast ning garaažiuks avaneb või sulgub.

Materjal

Elektrijuhtivus

Mehaaniline vastupidavus

Vask

Väga hea

Hea

Teras

Hea

Väga hea

Plast

Väga halb

Halb

Küsimused

  1. Millest teeksid garaažiukse? Põhjenda.

Milline materjal isoleerib elektrit kõige paremini?

  • Vask
  • Teras
  • Plast

Milline materjal oleks kõige mõistlikum elektrijuhtme valmistamiseks?

  • Vask
  • Teras
  • Plast

Induktsioonpliidi küpsetuspinna materjal

Induktsioonpliit töötab täiesti teisel põhimõttel kui varasemad pliidid, kuigi see on väliselt keraamilise pliidi moodi. Pliidi küpsetuspinna all olev mähis tekitab elektromagnetilise välja, mille mõjul kuumeneb küpsetuspinnale asetatud toidunõu ja ka toit selles läheb soojaks. Küpsetuspind ise pole soojusallikas, see soojeneb vaid toidunõu kuumuse mõjul, seega on induktsioonpliit palju vähem tuleohtlik kui teised pliidid.

Induktsioonpliidil kasutatavad toidunõud peaks olema ferromagnetilised (lad k ferrum – raud), st nende magnetilised omadused peavad olema sellised nagu raual: kui magnet püsib toidunõu põhja küljes, saab seda nõu induktsioonpliidil kasutada. Kui toidunõu pole sobivast materjalist, siis elektromagnetväli seda ei soojenda. Samuti peaks toidunõu olema lameda põhjaga, et tagada selle efektiivsem soojenemine.

Induktsioonpliit on muudest elektripliitidest energiatõhusam, kuid selle levikut takistab liiga kõrge hind ning tõsiasi, et kõik toidunõud sellele ei sobi. Pliidi küpsetuspind peab olema vastupidavast materjalist, mis talub temperatuuri­muutusi ja kulutamist, kuid elektro­magnetilises väljas ei kuumene.

Induktsioonpliidil keeb potis vesi, kuid paber poti ja pliidi vahel kahjustada ei saa.

Materjal

Elektri­isolatsi­oon

Soojus­isolatsi­oon

Vormi­ta­vus

Vastu­pidavus tem­pe­ra­tuu­ri­muu­tus­tele

Teras

Halb

Väga hea

Väga hea

Malm

Halb

Väga halb

Väga halb

Kahe­kordne kuuma­kindel klaas

Väga hea

Väga hea

Väga hea

Plast

Väga hea

Väga halb

Küsimused

  1. Arutlege klassis, milline hinnang sobib tabeli tühjadesse lahtritesse. Põhjenda oma vastust.
  2. Millisest materjalist valmistatakse induktsioonpliidi küpsetuspind?

Põhiteave

Seadme otstarbe täitmiseks kasutatakse ära materjalide erinevaid omadusi. Näiteks omadused kirjeldavad materjali tugevust, vastupidavust jms. omadused kirjeldavad materjali soojuslike omadusi.

Valitakse materjal, mis aitab seadmel kõige paremini oma täita.