4. Электропроводимость диэлектриков и ее особенности

Электроизоляционные материалы, применяемые в технике, не являются идеальными диэлектриками в связи с присущей им небольшой электропроводностью. В технических диэлектриках всегда содержится небольшое количество свободных зарядов, которые под воздействием электрического поля создают слабые по величине сквозные токи проводимости, или токи утечки. Эти токи утечки сопровождаются выделением и нейтрализацией зарядов на электродах, между которыми расположен диэлектрик. Особенностью электропроводности диэлектриков является не только то, что она в основном носит не электронный, а ионный характер, но также и то, что в начальный период после включения постоянного напряжения сквозной ток сопровождается поляризационными токами, т. е. токами заряда емкостей в схеме замещения, показанной на рис. 1.6. Кроме того, возникают дополнительные токи поляризации, обусловленные неоднородностью структуры изоляции, когда на границе раздела диэлектриков с разными характеристиками накапливается поглощенный заряд – заряд абсорбции. Все эти токи создают так называемый ток абсорбции.

5. Магнитотвердые материалы и их применения.

Магнитотвердые материалы обладают коэрцитивной силой свыше 7960 а/м (100 э). Если такие материалы имеют к тому же и высокую остаточную намагниченность, то их можно применять для изготовления постоянных магнитов. Постоянные магниты, подобно электромагнитам, используют для получения постоянных магнитных полей значительной напряженности. Постоянные магниты применяют в технике уже в течение нескольких столетий, например, для изготовления магнитных стрелок компасов. Магнитотвердые материалы классифицируют по составу и основному способу получения на следующие группы: Магнитотвердые легированные мартеиситные стали; литые магнито-твердые сплавы; деформируемые маг-нитотвердые сплавы; порошковые маг-нитотвердые материалы (металлические, ферро- и ферриоксидные, магнито-пластические, магнитоэластические); сплавы на основе благородных и редкоземельных металлов. Магнитотвердые материалы обладают большой удельной магнитной энергией (до 100 кДж/м3) и повышенным значением коэрцитивной силы (до 105 А/м). Такие материалы получают на основе железо-никель-алюминиевых сплавов. Высококоэрцитивное состояние этих сплавов может быть получено при содержании Ni 20,. .30% и А1 10.. .15%. Легирование этих сплавов различными элементами позволяет изменять их магнитные свойства. Магнитотвердые материалы используются в основном для изготовления постоянных магнитов различного назначения, а также в СВЧ-технологиях для создания подмагничивающих систем. Магнитотвердые материалы используют для изготовления постоянных магнитов. Они намагничиваются в сильных полях Н > 1000 кА/м, имеют большие потери при перемагничивании, остаточную индукцию Вт = 0,1... 1 Тл и коэрцитивную силу Нс < 560 кА/м. Магнитотвердые материалы для постоянных магнитов по способу изготовления подразделяют на литые, порошковые и деформируемые.

В настоящее время практически не найти отрасль техники, в которой бы не использовались системы с постоянными магнитами. Будь то радио- или акустика, СВЧ- или компьютерная техника, автоматика или измерительная техника, электро- или теплоэнергетика, металлургия или строительство, авто- или железнодорожный транспорт, медицина или сельское хозяйство, обогащение руд, очистка сыпучих продуктов от посторонних включений — всюду мы встречаем постоянные магниты. Они стали неотъемлемой частью нашей жизни.

Двигатели и генераторы, тормозные устройства и устройства бесконтактной передачи положения, захваты и подвесы, сепараторы и дефектоскопы, системы безопасности и замки — вот далеко не полный перечень технических устройств, в которых применяются постоянные магниты.

Магнитные системы с высокооднородным магнитным полем для магниторезонансных томографов; магниты и магнитные системы с резко неоднородным магнитным полем для магнитных сепараторов; магнитные системы с включаемым и выключаемым магнитным полем для захватов, магнитные системы с изменяющимся в пространстве магнитным полем для клистронов и ламп бегущей волны; магнитные системы с высокостабильным по температуре магнитным полем для вакуумных СВЧ-приборов и датчиков, магнитные системы с изменяющимся при изменении температуры магнитным полем для твердотельных ферритовых СВЧ-приборов — столь разнообразные функциональные свойства магнитных систем должны обеспечить конструкторы и разработчики РЭА. Именно поэтому поставщики магнитов в своих каталогах приводят таблицы не только магнитных параметров, но и другие физические свойства.

Постоянные магниты, подобно катализаторам, выступая в роли посредника, позволяют преобразовать один вид энергии в другой без потери своей собственной энергии. Наиболее общие категории применения постоянных магнитов следующие:

1. Преобразование механической энергии в механическую (в сепараторах, магнитных муфтах и др.)

2. Преобразование механической энергии в электрическую (в генераторах и микрофонах)

3. Преобразование электрической энергии в механическую (в моторах и динамиках)

4. Преобразование механической энергии в тепловую (в тормозных устройствах, в микроволновых печах)

5. Специальные эффекты (датчики Холла, магниторезонансные томографы, СВЧ-связь)

6. Каталитическое влияние на химические процессы в водных системах, связанное с воздействием градиентных магнитных полей на гидратные структуры ионов, растворённых газов, белковых молекул.