33.Кривые намагничивания ферромагнитных материалов. Индукция насыщения, остаточная индукция, коэрцитиввная сила. Магнитомягкие и магнитотвердые материалы.

Процессы намагничивания ферромагнитных материалов подразделяются на обратимые и необратимые по отношению к изменению магнитного поля. Если после снятия возмущения внешнего поля намагниченность материала возвращается в исходное состояние, то такой процесс обратимый, в противном случае - необратимый.

Обратимые изменения наблюдаются на малом начальном отрезке участка I кривой намагничивания (зона Релея) при малых смещениях доменных стенок и на участках II, III при повороте векторов намагниченности в доменах. Основная часть участка I относится к необратимому процессу перемагничивания, который в основном определяет гистерезисные свойства ферромагнитных материалов (отставание изменений намагниченности от изменений магнитного поля).

Петлей гистерезиса называют кривые, отражающие изменение намагниченности ферромагнетика под воздействием циклически изменяющегося внешнего магнитного поля.

Точка 1 - точка технического насыщения (Вs, Hs). Последующее снижение напряженности Н внутри материала до нуля (участок 1-2) позволяет определить предельное (максимальное) значение остаточной намагниченности Br и дальнейшим уменьшением отрицательной напряженности поля добиться полного размагничивания B = 0 (участок 2-3) в точке Н = -НсВ - максимальной коэрцитивной силы по намагниченности.

Далее материал перемагничивается в отрицательном направлении до насыщения (участок 3-4 ) при Н = - Hs. Изменение напряженности поля в положительную сторону замыкает предельный гистерезисный цикл по кривой 4-5-6-1.

Множество состояний материала внутри предельного гистерезисного цикла может быть достигнуто при изменении напряженности магнитного поля, соответствующем частным симметричным и несимметричным гистерезисным циклам.

Магнитный гистерезис: 1 – кривая начального намагничивания; 2 – предельный гистерезисный цикл; 3 – кривая основного намагничивания; 4 – симметричные частные циклы; 5 – несимметричные частные циклы

В зависимости от значений коэрцитивной силы ферромагнитные материалы разделяют на магнитомягкие и магнитотвёрдые.

Магнитомягкие материалыиспользуются в магнитных системах как магнитопроводы. Эти материалы имеют малую коэрцитивную силу, высокую магнитную проницаемость и индукцию насыщения.

Магнитотвёрдые материалы имеют большую коэрцитивную силу и в предварительно намагниченном состоянии используются как постоянные магниты – первичные источники магнитного поля.

Индукция насыщения - это максимальная индукция, которую можно получить в данном магнитном материале. Она определяет допустимую амплитуду индукции Вщ, от которой зависят объем сердечника и уровень нелинейных искажений.

Остаточная индукция (Br) — это магнитная индукция, остающаяся в намагниченном материале после того, как намагничивающее поле убирают.

Коэрцитивная сила — такое размагничивающее внешнее магнитное поле напряженностью  , которое необходимо приложить к ферромагнетику, предварительно намагниченному до насыщения, чтобы довести до нуля его намагниченность   или индукцию магнитного поля   внутри.

34.МДС,МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ НАПРЯЖЕННОСТЬ МАГНИТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ.ЗАКОНЫ ОМА И КИРХГОФА.

Магнитная-векторная физическая величина, характеризующая магнитное поле-индукция  В определяется силой, испытываемой единичным зарядом Q, движущимся в магнитном поле со скоростью V: . (8.1) Магнитная индукция измеряется в теслах [Тл]. Магнитный поток   - это поток вектора магнитной индукции через площадь S: В однородном магнитном поле, перпендикулярном площади S, магнитный поток: . (8.3) Магнитный поток измеряется в веберах [Вб]: . Намагниченность есть магнитный момент единицы объема вещества: , (8.4) где   - вектор магнитного момента элементарного контура: . Напряжённость магни́тного по́ля (стандартное обозначение Н) — векторная физическая величина, равная разности вектора магнитной индукции B ивектора намагниченности M.

:   где   — магнитная постоянная.

Намагниченность и напряженность магнитного поля измеряются в А/М.

Таким образом, закон Ома для магнитной цепи по форме записи подобен закону Ома для электрической цепи, хотя физическая сущность процессов совершенно разная

 (8.3)

называется магнитным сопротивлением сердечника.

а) Первый закон Кирхгофа для магнитной цепи выводится на основании принципа непрерывности линий магнитного поля

. (8.5).

Рассмотрим узел магнитной цепи (рис. 8.13).

Общая форма записи первого закона Кирхгофа для магнитной цепи:

. (8.6)

Формулировка этого закона звучит следующим образом.

В узле магнитной цепи алгебраическая сумма магнитных потоков равна нулю. Потоки, входящие в узел, берутся со знаком «-», а выходящие из него – со знаком «+».

Второй закон Кирхгофа для магнитных цепей.

. (8.7)

Величину H_kl_k называют падением магнитного напряжения, поэтому второй закон Кирхгофа формулируется следующим образом.

В контуре алгебраическая сумма падений магнитных напряжений равна алгебраической сумме магнитодвижущих сил.