Свойства магнитных материалов

Свойства ферромагнетиков характеризуются формой петли гистерезиса.

Рис.а Рис.б Рис.в

На рис. а показана петля для магнитомягких материалов, у них малая коэрцитивная сила и небольшая площадь петли. К ним относятся электротехнические стали, пермаллой (сплав никеля с железом) и др. Применяются для изготовления сердечников электрических машин и аппаратов.

На рис. б показана петля магнитотвёрдых материалов, они имеют большую остаточную индукцию и применяются для изготовления постоянных магнитов. К ним относятся хромовольфрамовые и хромомолибденовые стали, сплав Альнико и др.

На рис в приведена петля гистерезиса для ферритов; это полупроводниковые магнитные материалы, которые получают спеканием окислов железа, цинка и др. в специальных печах. Петля у них почти прямоугольна. Применяются в технике СВЧ (сверхвысоких частот) и автоматике.

Магнитные цепи

Магнитной цепью называется сочетание тел из ферромагнитных материалов, вдоль которых замыкается магнитный поток. Примеры: сердечники трансформаторов, катушек, станина электродвигателя и др.

Рассмотрим магнитную цепь кольцевой катушки.

При наличии тока в витках катушки через круглое сечение сердечника проходит магнитный поток, при этом магнитная цепь будет однородной, т.к. какие либо зазоры в сердечнике отсутствуют и магнитная проницаемость одинакова для всей цепи. Выше было показано, что напряжённость поля в сердечнике определится по формуле

, где I – ток в витках, W – число витков, l – длина окружности по средней линии сердечника. Чтобы определить индукцию В необходимо это значение Н умножить на магнитную проницаемость материала сердечника.

Величина магнитного потока определится из формулы Ф = В∙S, где S – площадь

поперечного сечения сердечника, тогда

преобразуем формулу, запишем её в виде , где U_M= I∙W – магнитное напряжение для кольцевой катушки,

- магнитное сопротивление сердечника, которое зависит от размеров и материала. Размерность

Формулу по аналогии с электрической цепью называют законом Ома для магнитной цепи. Магнитный поток прямо пропорционален магнитному напряжению и обратно пропорционален магнитному сопротивлению. Т.о. для увеличения магнитного потока надо увеличить магнитное напряжение (ампервитки) или увеличивать толщину сердечника, можно уменьшить диаметр кольца, чтобы уменьшить длину l.

Дата добавления: 2015-07-12