Управление образования южно казахстанской области
жүктеу/скачать 2.35 Mb.
|
| Контрольные вопросы:
Аморфные полупроводники. Влияние факторов на электропроводимость полупроводников. Раздел 5 Магнитные материалы Тема 5.1 Основные характеристики магнитных материалов. Магнитные материалы имеют в технике широкое применение. В основном они и фа ют роль концентраторов, проводников и источников магнитного потока. Магнитные материалы являются основой для производства современных генераторов и двигателей, трансформаторов, различных типов аппаратов и приборов автоматики, вычислительной и измерительной техники, электромагнитов и дросселей, постоянных магнитов и т.д. В общем случае все магнитные материалы принято делить на две большие группы: магнитомягкие, используемые в основном как проводники магнитного потока; магнитотвердые, используемые как источники магнитного поля. Необходимые характеристики магнитных материалов определяются в процессе перемагничивания, описываемого при циклическом изменении магнитного поля в координатах магнитной индукции (намагниченности АО и напряженности поля Н петлей гистерезиса (рис.). При этом связь магнитной индукции, намагниченности и напряженности поля выражается соотношением, где m0 = 4·10-7 Гн/м - магнитная постоянная В = m0 (Н + М) Зависимость магнитной индукции и намагниченности ферромагнитного материала от напряженности поля По петле магнитного гистерезиса определяются основные параметры магнитных материалов: индукция насыщения Bs, максимальная напряженность поля Нmах, остаточная индукция Вr, коэрцитивная сила Нс. Площадь, заключенная внутри петли магнитного гистерезиса, является мерой энергии, преобразованной в теплоту при перемагничивании. Кривая В(Н) может быть преобразована в кривую М(Н). Поэтому, как видно из рис. следует различать понятия коэрцитивной силы по индукции НсВ и коэрцитивной силы по намагниченности НсМ. Зависимость В(Н) при монотонном изменении напряженности поля от нуля до максимального значения называется первоначальной кривой намагничивания. Связь напряженности магнитного поля Н и намагниченности магнитного материала М выражается через коэффициент пропорциональности, называемый магнитной восприимчивостью Отношение магнитной индукции В к напряженности поля Н в материале определяется абсолютной магнитной проницаемостью mа: mа = В/Н. В общем случае, если магнитная индукция и напряженность поля являются векторами, то проницаемость - тензор. Численно проницаемость характеризуется относительной роницаемостью mr = mа/m0. Отношение изменения DВ к соответствующему изменению DН на кривой намагничивания дает относительную дифференциальную магнитную проницаемость, вычисляемую по формуле. Полученная таким образом величина в полях с напряженностью, близкой к нулю, носит название относительной начальной проницаемости mrн, а максимальное ее значение на всей кривой намагничивания - относительной максимальной проницаемости mrmax. Для характеристики магнитотвердых материалов пользуются понятием размагничивающей части петли гистерезиса, находящейся во втором квадранте координатной плоскости В(Н). При наличии у постоянного магнита воздушного зазора остаточная индукция его Bd меньше остаточной индукции материала Вг измеренной в замкнутой магнитной цепи. Поэтому качество постоянных магнитов характеризуется, как правило, максимальным значением произведения (ВH)max, которое определяет максимальную магнитную энергию Wmax. Наибольшая энергия, отдаваемая магнитом, получается тогда, когда для данной формы магнита подобран материал, имеющий максимальное значение произведения ВН. В этом случае остаточная индукция магнита Вd в сильной степени зависит от формы размагничивающей части кривой B(Н) и размагничивающего фактора N, определяемого геометрическими соотношениями магнита и воздушного зазора. Истинное значение напряженности поля определяется соотношением где Нв - внешнее поле; Hi - поле внутри материала, а магнитной индукции - соответственно. Нi = Не - NM В = mo(He + М - NM) Для оценки стабильности постоянных магнитов пользуются понятием относительной проницаемости возврата mвоэв, которая является мерой чувствительности магнитотвердого материала к воздействию внешних магнитных полей (рис.) и определяется из выражения. Все перечисленные параметры могут быть определены из статической петли гистерезиса, полученной при относительно медленном изменении внешнего магнитного поля. Кривая размагничивания и зависимость энергии магнитного материала от напряженности поля Если же время установления напряженности поля соизмеримо со временем перемагничивания материала, то магнитные параметры определяются динамическими характеристиками (петлями гистерезиса), на характер которых влияют такие факторы, как вихревые токи, магнитная вязкость. Основными характеристиками являются: динамическая кривая намагничивания зависимость максимального значения индукции от максимального значения напряженности поля для семейства симметричных динамических петель гистерезиса; динамическая магнитная проницаемость mrа (часто называемая амплитудной) - отношение индукции к напряженности поля на динамической кривой намагничивания. Чаще всего амплитудная проницаемость определяется соотношением, Вmах и Нmax - соответственно максимальные значения магнитной индукции и напряженности поля. Для многих материалов в качестве справочных характеристик приводят удельные потери мощности на частотах 50, 400 Гц при различных значениях индукции (например, r1,0/50 - потери на частоте 50 Гц при индукции, равной 1 Тл); значение тангенса угла потерь. Так, например, в железо-никелевых сплавах различная доля присадки никеля ведет к изменению намагниченности насыщения, равному 75 % насыщения чистого железа (рис.). Изменяются также температура Кюри q, константы магнитострикции и анизотропии, магнитная проницаемость, остаточная индукция, коэрцитивная сила, потери на гистерезис. Это открывает большие возможности для получения материалов с требуемыми свойствами. Зависимость намагниченности насыщения и точки Кюри от содержания присадок никеля в железо-никелевых сплавах. жүктеу/скачать 2.35 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|