Ферромагнитые материалы

• Магнитомягкие

Имеют узкую петлю гистерезиса и изготавливаются на основе низкоуглеродистой стали. Используются как магнитопровод для электрических машин, трансформаторов и др (рис. 14.10).

• Магнитотвердые

Широкая петля гистерезиса. Изготавливаются на основе сплавов Fe,Al,Hi,Co,Sm. Благодаря высоким значениям Н_с позволяют создавать магнитный поток за счет своей намагниченности без обмоток возбуждения, и поэтому используются как постоянные магниты. Так как их μ_r близка к μ_r воздуха, то использовать их в качестве магнитопровода нецелесообразно.

Материал	Вs,Тл	Br,Тл	Hc,А/м	μrmax
Листовая электротехническая сталь	1,9	1,8	32	32000
Сплавы алюминия,никеля,кобальта	1,0-1,5	0,55-1,0	110*103	2

Магнитодвижущей силой катушки с током называют F=I*w.

Магнитный поток на каждом участке магнитной цепи вызывает падение магнитного напряжения.

Если магнитное поле однородное, то магнитное сопротивлениеR_м нелинейно зависящее от напряженности поля можно рассматривать как меру способности среды противодействовать прохождению магнитного тока.

Рис. 14.10

По аналогии с электрической цепью записывается закон Ома для магнитной цепи. В практических расчетах он используется крайне редко. Поскольку магнитные линии замкнуты, то в любую замкнутую поверхность входит столько линий, сколько из нее выходит.

Математически это записывается так: ???

Отсюда следует первый закон Кирхгофа для магнитной цепи: ???

Рис. 14.11

В основу расчета магнитных цепей положен закон полного тока в интегральной форме: ???

Рис. 14.12

Обычно обход контура стараются выбрать так, чтобы он совпал с замкнутой магнитной линией, тогда знаки токов в правой части выбирают согласно правилу буравчика.

Для катушки с током (рис. 14.13)

Рис. 14.13

Рис. 14.14

Учитывая, что на каждом из участков магнитное поле однородно, можем от интеграла перейти к сумме: ???

-второй закон Кирхгофа для магнитной цепи.

Расчет магнитной цепи при постоянных потоках

Прямая задача.

Задается магнитный поток на каком-либо участке магнитопровода (рис. 14.15), где требуется определить МДС.

Рис. 14.15

Исходные допущения:

1. Отсутствуют потоки рассеяния (т.е. магнитный поток полностью замыкается по стальному сердечнику) (рис. 14.16).

Рис. 14.16

2. На каждом участке магнитное поле однородно.

3. В воздушном зазоре пренебрегаем магнитными линиями, выходящими за площадь поперечного сечения сердечника (рис. 14.17).

Рис. 14.17

Следовательно В_з=В_возд

Рис. 14.18

Рис. 14.19

Обратная задача расчета магнитной цепи.

Дано: МДС, F.

Найти: Ф1,Ф2,Ф3.

Эта задача требует большего объема вычислений, т.к. необходимо рассчитать зависимости. Построить их на одном графике, и найти точку пересечения, которая удовлетворяет первому закону Кирхгофа для узла (а) (рис. 14.20).

Расчеты проводятся в виде таблиц, задавая значения Ф1, Ф2, Ф2.

Рис.14.20

Контрольные вопросы

1. Что такое магнитная цепь?

2. Из чего состоит магнитная цепь?

3. Возможно ли представить магнитный поток Ф как сумму всех магнитных линий, проходящий через заданную поверхность?

4. Какие магнитные цепи называются неразветвленными?

5. Что такое домены? Чем характеризуется магнитное состояние доменов?

6. Что происходит в веществе при появлении внешнего поля?

7. Что такое индукция насыщения?

8. Что такое гистерезис?

9. В чем состоит прямая задача расчета магнитных цепей при постоянных токах?

10. В чем состоит обратная задача расчета магнитных цепей при постоянных токах?