Основна крива намагнічування

Магнітні матеріали, речовини, магнітні властивості яких обумовлюють їх застосування в техніці (електротехніці, обчислювальній техніці, електроніці, радіотехніці та інших областях). Магнітні матеріали мають здатність при внесенні їх в магнітне поле намагнічуватися, а деякі з них зберігають свою намагніченість і після припинення впливу магнітного поля. Основною характеристикою процесу намагнічування є основна крива намагнічування - залежність магнітної індукції B в ферромагнетики від напруженості магнітного поля H.

Основна крива намагнічування являє собою геометричне місце вершин петель гістерезису, отриманих при циклічному перемагничивании. Основна крива намагнічування є найважливішою ха-рактеристики магнітних матеріалів. Вона відповідає вимогам на-ям хорошою відтворюваності і широко використовується для ха-рактеристики намагнічування матеріалів в постійних полях. На основній кривій намагнічування прийнято розрізняти три ділянки - початковий, відповідний нижньому коліну кривої; ділянку швидкого зростання індукції (намагніченості); ділянку насичення (вище верхнього коліна кривої). При циклічному перемагничивании крива намагнічування утворить Гістерезисні петлю.

58) магнітні матеріали, процеси при намагнічуванні феромагнетика, (петля гистерезиса).

Магнітні матеріали. речовини, магнітні властивості яких обумовлюють їх застосування в техніці (електротехніці, обчислювальній техніці, електроніці, радіотехніці та інших областях). Магнітні матеріали мають здатність при внесенні їх в магнітне поле намагнічуватися, а деякі з них зберігають свою намагніченість і після припинення впливу магнітного поля. Основна крива намагнічування має ряд характерних ділянок, які можна умовно виділити при намагнічуванні монокристалла феромагнетика. Перша ділянка кривої намагнічування відповідає процесу зміщення кордонів менш сприятливо орієнтованих доменів. На другій ділянці відбувається поворот векторів намагніченості доменів в напрямку зовнішнього магнітного поля. Третя ділянка відповідає Парапроцесс, тобто завершального етапу процесу намагнічування, коли сильне магнітне поле повертає в напрямку своєї дії, які не зорієнтовані магнітні моменти доменів феромагнетика. Магнітний гістерезис - явище залежності вектора намагнічування і вектора напруженості магнітного поля в речовині від прикладеного зовнішнього поля. Магнітний гістерезис зазвичай проявляється в феромагнетиках - Fe, Co, Ni і сплавах на їх основі. Саме магнітним гістерезисом пояснюється існування постійних магнітів. Крива намагнічування B (B0) феромагнітного зразка являє собою петлю складної форми, яка називається петлею гістерезису (рис.1.)

Петля гістерезису феромагнетика. Стрілками вказано напрямок процесів намагнічування і розмагнічування феромагнітного зразка при зміні індукції B0 зовнішнього магнітного поля.

Магнітні матеріали. Види втрат у феромагнітних матеріалах.

Магнітні матеріали - речовини, магнітні властивості яких обумовлюють їх застосування в техніці (електротехніці, обчислювальній техніці, електроніці, радіотехніці та інших областях). Магнітні матеріали мають здатність при внесенні їх в магнітне поле намагнічуватися, а деякі з них зберігають свою намагніченість і після припинення впливу магнітного поля. При періодичному перемагничивании

феромагнітної речовини витрачається певна енергія, яка виділяється у вигляді тепла, викликаючи нагрівання феромагнітної речовини.

Втрати енергії, пов'язані з процесом перемагнічування стали, називають втратами на гістерезис. Значення цих втрат при кожному циклі перемагнічування пропорційно площі петлі гістерезису. Втрати потужності на гістерезис пропорційні квадрату максимальної індукції

Вmах і частоті перемагнічування f. Тому при значному збільшенні індукції в магнитопроводах електричних машин і апаратів, що працюють в змінному магнітному полі, ці втрати різко зростають.

Намагнічення феромагнітних матеріалів завжди супроводжується зміною їх лінійних розмірів. Це явище отримало назву магнитострикции. Кількісно Магнітострикція характеризують величиною, званої константою магнитострикции, яка фактично є відносним подовженням зразка при намагніченості до стану технічного насичення. Чисельне значення величини магнітострикції, невелика, і до того ж вона не є постійною величиною даного матеріалу. Зі зміною напруженості магнітного поля змінюється і її знак. Надзвичайно висока магнітострикція у рідкоземельних елементів і їх з'єднань. Ефект магнитострикции звернемо: механічна деформація матеріалу викликає зміни стану його намагніченості. Прямий і зворотний магнітострикційні ефекти широко застосовують в приладобудуванні (реле, фільтри, перетворювачі). Магнітострикційними називають магнітні матеріали, застосування яких заснована на явищі магнітострикції і магнітопружному ефекті, т. Е. Зміні розмірів тіла в магнітному полі і зміні магнітних властивостей матеріалу під впливом механічних впливів. Магнітострикція спостерігається і в полікристалічних матеріалах, причому найбільша - у нікелю. Він зберігає своє значення і в даний час, хоча витісняється іншими магнітострикційними матеріалами. Цінними властивостями нікелю є висока стійкість до корозії і малий температурний коефіцієнт модуля пружності. Серед магнітострикційних матеріалів є як чисті метали, так і сплави, і ферити. Ферити є магнітострикційними матеріалами для високих частот. При експлуатації магнітне стан сердечника магнитострикционного перетворювача визначається одночасним впливом змінного і постійного полів. Сплав платини з залізом має велику константою магнитострикции, проте він дорогий і тому має досить обмежене застосування. Недоліком железокобальтових і железоалюмініевих сплавів є низька пластичність, що утрудняє механічну обробку, і низька антикорозійна стійкість, що перешкоджає використанню таких перетворювачів у водному середовищі. Широке застосування знаходить ферритовая кераміка. У порівнянні з нікелем і металевими сплавами магнітострикційні ферити мають ряд переваг. Завдяки високому питомому опору в них малі втрати на вихрові струми, тому відпадає необхідність розшаровуватися матеріал на окремі пластини. На відміну від металевих сплавів ферити не схильні до дії хімічно агресивних середовищ. За допомогою керамічної технології можна виготовити перетворювачі практично будь-яких форм і розмірів. З магнітострикційних матеріалів виготовляють сердечники електромеханічних перетворювачів (випромінювачів і приймачів) для електроакустики і ультразвукової техніки, сердечники електромеханічних і магнітострикційних фільтрів і резонаторів, ліній затримки. Їх використовують також в якості чутливих елементів магнитоупругих перетворювачів, які використовуються в пристроях автоматики і вимірювальної техніки. Застосовуються в якості перетворювачів електромагнітної енергії в інші види (наприклад, в механічну.), Датчиків тиску і т. П.