Шпоры по ФОПИ

34. Магнитные параметры материалов.

Магнитные материалы м.б. разделены на магнитомягкие, об-ладающие высокой магнитной проницаемостью и малой коэр-цитивной силой, и магнитотвердые,обла-щие высокой коэр-цитивной силой (Нс>4 кА/м) и более низкой,чем у магнитомяг-ких, магнитной проницаемостью.

Намагничивание магн.материала во внешнем магнитном поле напряженностью Н характеризуется зависимостью

где В — магнитная индукция; O — магнитная постоянная;  — относительная магнитная проницае-мость материала.

Граф-ское изображение этой зависимости при начальных условиях =0 и В=0 (предварительно размагниченный образец) называют начальной кривой намагничивания (рис. 1, кривая 1).

Если размагниченный материал намагнитить полем напряжен-ностью + H1 а затем монотонно изменять ее от +H1 до — Н1 обратно,то магнитная индукция будет изменяться по кривой, кот. наз-ся петлей магнитного гистерезиса.Каждому знач-ю диапазона изменения Н намагничивающего поля соответствует своя петля гистерезиса (рис. 1).

При некот. значении напряж-сти намагничивающего поля в об-ласти,близкой к насыщению,форма и размеры петли гистере-зиса при дальнейшем увел-нии этого значения уже не изменяя-ются,растут лишь ее безгистерезисные участки.Такая петля наз-ся предельной петлей гистерезиса.Точки пересечения предельной петли гистерезиса с осями координат определяют остаточную индукцию Вг и коэрцитивную силу Нс, кот-е вместе с индукцией насыщения Bs явл-тся хар-ками магнитных матер-ов.Св-ва некоторых магн.материалов,особенно ферритов, так-же характеризуются коэффициентом прямоугольности петли

гистерезиса kn = Br/Bs. Материалы, в которых kn1, называют материалами с прямоугольной петлей гистерезиса.

Петли гистерезиса,нах-щиеся внутри предельной,наз-ют частными. Геометрическое место вершин симметричных частных петель Гис-терезиса,получ-ых при циклическом перемагничивании материала, наз-ют основной кривой намагничивания (рис. 1, кривая 2). Эта кривая воспроизв-тся лучше,чем начальная кривая намагничивания (меньше зависит от первоначального магнитного состояния образ-ца),и служит основной паспортной хар-кой магнитного материала.

Имея основную кривую намагничивания B=f (H), можно определить знач-я различных видов относительной магнитной проницаемости.

Наиболее часто используют понятия нормальной магнитной проницаемости , начальной в, максимальной тах и дифференц – ной

35. Магнитные цепи и их элементы

Возд-ие на магн.материалы происх-т в магнитной цепи – сов-сти тел и участков окружающего пр-тва,по которым проходит магн.поток. Магн.цепь содержит ист-ки магн.поля — постоянные магниты или обмотки с протекающим по ним намагничивающим током и участки цепи,по кот.протекает магн.поток. Магн.цепи раздел-ся на замкнутые и разомкнутые,поляризов-е и нейтральные,расчетные и нерасчетн.

В замкнутых магн.цепях (ЗМЦ) магн.поток проходит практически по-лностью в телах,чья магн.восприимчивость существенно больше единицы.Разомкнутые магн.цепи (РМЦ) имеют существ-ые вклю-чения немагнитных сред,н-р, воздушные зазоры.В поляризованных и неполяризованных магн.цепях ист-ками магнитодвижущей силы являются соотв-нно постоянные магниты или обмотки с током. Магн.цепи,напряженность на участках которых м.б. определена пу-тем расчета по геометрическим размерам намагничивающих обмо-ток и по протекающему по ним току, можно назвать расчетными.

Основной частью магн.цепи явл-ся образец испытуемого матери-ала.Наибольшая однородность намагничивания при наименьших потоках рассеяния м.б. получена в кольцевых образцах.Они могут быть сплошными,набираться из штампованных колец или нави-ваться из ленты.При испытаниях на переменном токе кольца или со-седние витки ленты должны быть изолированы диэл-ком.Для повы-шения однородности намагнич-ния отношение радиальной толщи-ны образца к его среднему радиусу д.б. по возм-сти минимальным. В отношении технологии изготовления и нанесения обмоток кольцевые образцы,пожалуй,самые неудобные.Наряду с кольцевы-ми широко исп-тся образцы в виде пакетов нарезанных полос,. об-разующих замкнутую магн.цепь (аппарат Эпштейна),образцы с пло-скопаралл-ми гранями д/ испытаний в электромагнитах и т. п.

Тор, кольцо.Преимущества: Однородность намагничивания,min-ые потоки рассеяния.Недостатки: Трудность изготовления, трудоемкость нанесения обмотки.

То же с одновитковым намагничиванием. Достоинства: Просто-та нанесения обмотки,одно-родность намагничивания.Недостатки: Малое значение измеряемого сигнала.

Аппарат Эпштейна. Достоинства: Отсутствие необходимости нанесения обмоток, простота установки образца, простая форма образца. Недостатки: Влияние зазоров в месте стыка на точность измерения.

Пермеаметр. Достоинства: Простая форма образца, отсутствие обмотки на образце. Недостатки: Ограничение намагничивания: а) из-за насыщения сердечника; б) из-за остаточной намагниченности сердечника.

Электромагнит. Достоинства: Отсутствие обмотки на образце,простота установки образ-ца, достижение больших напряженностей. Недостатки: Ограничение намагничива-ния: а) из-за насыщения сердечника; б) из-за остаточной намагниченности сердечника. Ограниченный частотный диапазон.

Соленоид. Достоинства: Простота установки образца, сравнительно неплохой доступ, достижение весьма больших напряженностей. Недостатки: Ограниченный частотный диапазон.

Катушки Гельмгольца. Достоинства: Простота установки образца,хороший доступ, однород-ность поля.Недостатки: Сравнительно неболь-шая напряженность магнитного поля.

Постоянный магнит (для испытаний слабомагнитных материалов). Достоин-ства: Отсутствие источников питания, простота установки образца, сравните-льно сильные поля.Недостатки: Боль-шие масса и габариты,невозможность

регулирования магнитного поля.

35(1)

Наилучшая форма образца для испытаний – эллипсоид вращения, намагничивающийся равномерно в однородном внешнем магн.поле.Такой образец обладает еще одним важным качеством – возможностью аналитического расчета его коэфф-та размагничива-ния.Дело в том,что при намагничивании незамкнутого образца вне-шним магн.полем с напряженностью Не напряженность внутри об-разца Н уменьшается на вел-ну,пропорциональную намагничен-ности: Н=Не–NJ, где N – коэфф-т размагничивания, зависящий от формы испытуемого образца.Очевидная трудность изготовления образцов такой сложной формы,как эллипсоид вращения, приводит к замене их цилиндрическими или призматическими.Поскольку в этом случае однородность намагничивания в РМЦ нарушается, то-чный расчет коэфф-та размагничивания становится невозможен. Вместо него пользуются приближенными формулами,в которые не-пременно входит отношение длины образца к его поперечному раз-меру.С