Магнітні матеріали - студопедія
91. Якими параметрами характеризуються магнітні матеріали?
До магнітних матеріалів відносяться матеріали з упорядкованою магнітною структурою і великою магнітною сприйнятливістю: ферромагнетики і феримагнетики. Комплекс магнітних властивостей магнітного матеріалу описується кривими намагнічування-розмагнічування (залежністю індукції в матеріалі від напруженості змінного магнітного поля) - петлями гистерезиса (hysteresis - відставання, запізнювання). Найбільш інформативною є гранична петля гістерезису, коли індукція в матеріалі досягає максимально можливого значення для взятого зразка (матеріал повністю намагнічений). Гранична петля гистерезиса визначає наступні параметри магнітного матеріалу:
- початкова магнітна проникність. # 956; поч (при напруженості магнітного поля на початковій кривій намагнічування близькою до нуля);
- максимальна магнітна проникність, # 956; макс (в точці кривої намагнічування з максимальним значенням похідною);
- індукція насичення. Внас (індукція повного намагнічування зразка);
- залишкова індукція. Сх (індукція на кривій розмагнічування при напруженості магнітного поля, що дорівнює нулю);
- коерцитивної сила. Нс (напруженість магнітного поля на кривій розмагнічування при індукції в зразку дорівнює нулю);
- магнітні втрати на гістерезис - втрати енергії на перемагнічування, пропорційні площі, яку охоплює петлею гистерезиса.
Петля гістерезису представлена на малюнку:
92. Від чого залежить значення магнітної проникності магнітних матеріалів?
Магнітна проникність - це похідна індукції в матеріалі по напруженості зовнішнього магнітного поля, і її значення залежить від цих параметрів. При напруженості зовнішнього магнітного поля близькою до нуля магнітні моменти доменів матеріалу утворюють замкнуті магнітні ланцюги, що є причиною малих значень магнітної проникності (близько 10 2), званої початковій - # 956; поч. При зростанні напруженості зовнішнього магнітного поля домени матеріалу перебудовуються, напрямок сумарного магнітного моменту все більше відповідає напрямку зовнішнього поля. Магнітна проникність досягає максимального значення - # 956; макс. При подальшому збільшенні зовнішнього магнітного поля перебудова доменів поступово закінчується і магнітна проникність знижується до 1.
93. Що таке «індукція насичення»?
Індукція насичення, внас - значення індукції магнітного матеріалу, яке визначається екстраполяцією з області напруженості магнітних полів, відповідних намагніченості технічного насичення. до нульового значення напруженості магнітного поля.
При намагніченості технічного насичення магнітна перебудова матеріалу завершилася, і його магнітна проникність наблизилася до 1.
94. Що таке «залишкова індукція»?
Залишкова індукція - індукція, що зберігається в магнітному матеріалі після намагнічування його до намагніченості технічного насичення і зменшення напруженості поля в ньому до нуля.
95. Що таке «коерцитивної сила»?
Коерцитивна сила по індукції - величина, що дорівнює напруженості магнітного поля, необхідного для зміни магнітної індукції від залишкової до нуля.
Коерцитивна сила по намагніченості - величина, що дорівнює напруженості магнітного поля, необхідного для зміни намагніченості від залишкової до нуля.
96. За яким параметру розрізняють магнитомягкие і магнітотверді матеріали?
Магнитомягкие і магнітотверді матеріали розрізняють за значенням коерцитивної сили. Умовна межа - 4000 А / м.
У магнитомягких матеріалів коерцитивної сила, як правило, нижче 800 А / м. Ці матеріали використовуються, наприклад, для магнітопроводів електричних машин змінного струму, і мала коерцитивної сила обумовлює малі втрати на перемагнічування.
Магнітотверді матеріали мають коерцитивної силу понад 4000 А / м. Вони мають також велику залишкову індукцію і використовуються як матеріали для постійних магнітів.
Магнитомягкие матеріали мають малу площу петлі гистерезиса, а магнітотверді - велику.
97. Назвіть види магнітних втрат.
Втрати на перемагнічування (на гістерезис) - втрати енергії, що нагрівають магнітний матеріал і пов'язані з перебудовою доменів в змінному магнітному полі. Питома потужність втрат, які витрачаються на гістерезис, пропорційна максимальному значенню індукції Вмакс (виникає матеріалі при перемагничивании) в ступені 1,6 ... 2,0 і частоті, f:
Втрати на вихрові струми - втрати енергії, що нагрівають магнітний матеріал і обумовлені индуктироваться в ньому змінним магнітним полем вихровими струмами, б # 466; більшим при б # 466; льшей електропровідності матеріалу. Питома потужність втрат, які витрачаються на вихрові струми, пропорційна квадрату максимального значення індукції Вмакс (виникає матеріалі при перемагничивании) і квадрату частоти, f:
98. Перерахуйте відомі Вам види магнітних матеріалів.
- магнітотверді гартувати стали;
- магнітні матеріали спеціального призначення (термомагнітні, магнітострикційні, з прямокутною петлею гистерезиса і т.д.).
99. Що таке «електротехнічна сталь»?
Електротехнічна сталь - це магнитомягкий матеріал, що представляє собою сплав заліза з кремнієм (0,3 ... 4,8%), вуглецем (0,035 ... 0,040%) і марганцем (<0,3%). Электротехнические стали бывают сортовыми (кованная, калиброванная) и тонколистовыми (горячекатаная и холоднокатаная). Из электротехнической стали выполняются магнитопроводы всех видов для приборов, аппаратов и электрических машин постоянного и переменного (промышленной частоты) тока. В электрических машинах переменного тока для снижения потерь на вихревые токи магнитопровод выполняется из изолированных друг от друга тонких листов электротехнической стали.
Початкова магнітна проникність електротехнічної сталі лежить в межах 200 ... 300; максимальна магнітна проникність може досягати десятка тисяч; індукція насичення не перевищує 2 Тл.
100. Що таке «феррит»?
Ферит - це керамічний магнітний матеріал, кристалічна решітка якого складається з оксиду заліза (Fe2 O3) та оксидів інших (одного-трьох) металів. Початкова магнітна проникність феритів лежить в межах від 10 до кількох тисяч; максимальна магнітна проникність може досягати десятка тисяч; індукція насичення не перевищує 1 Тл.
101. За яким параметру ферити принципово відрізняються від електротехнічних сталей?
Основна відмінність феритів від електротехнічних сталей полягає в тому, що ферити - це слабкопровідних матеріали. Питомий електричний опір феритів лежить в межах від 0,02 до 10 12 Ом × м, а у електротехнічних сталей - (0,14 ... 0,6) 10 -6 Ом × м. В результаті втрати на вихрові струми в ферритах практично відсутні, оскільки потужність втрат обернено пропорційна питомій електричному опору матеріалу. Це дозволяє використовувати магнитомягкие ферити для магнітопроводів високочастотних пристроїв.