Намагничивание ферромагнитных материалов

По характеру магнитных свойств все вещества можно разделить на две группы:

ферромагнитные вещества; магнитная проницаемость которых велика. К ним принадлежат железо, сталь, чугун, никель, кобальт и некоторые сплавы (алюминия с никелем и др.);

немагнитные вещества, магнитная проницаемость которых незначительно отличается от магнитной проницаемости пустоты. К ним относятся алюминий, медь, олово, ртуть, серебро, дерево, вода и др.

Ферромагнитные материалы имеют очень важное значение в электротехнике и радиотехнике. Эти материалы (в основном сталь) благодаря большой магнитной проницаемости ; получили широкое применение в различных электромагнитах, электрических генераторах, электродвигателях, трансформаторах, электроизмерительных приборах, реле и т. д.

Зависимость между В и Н у ферромагнитных материалов обычно выражается графически в виде так называемой кривой намагничивания. Для построения кривой по горизонтальной оси обычно откладывают напряженность магнитного поля Н  в а/м, а/см, а по вертикальной оси откладывают величину магнитной индукции В  в вб/м², вб/м²  или гауссах.

На рис. 82 приведены кривые намагничивания электротехнической стали, литой стали и чугуна. Величины напряженности магнитного поля для литой стали даны на нижней горизонтали, для электротехнической стали и чугуна — на верхней горизонтали. Из рассмотрения кривой намагничивания видно, что с увеличением напряженности Н магнитная индукция В сначала быстро возрастает, затем в месте изгиба кривой скорость роста В уменьшается и, наконец, за изгибом кривая незначительно поднимается вверх, переходя в прямую линию. Последний участок кривой характеризует   состояние   магнитного    насыщения    материала.

Из  кривой намагничивания   видно,   что отношение    является постоянной величиной; с увеличением H и В магнитная проницаемость уменьшается.

Магнитная проницаемость ферромагнитных тел зависит также от химического состава металла, его предварительной термической и механической  обработки,   температуры металла.   Кроме  того,

магнитная проницаемость этих тел зависит от их формы и геометрических размеров.

Кривые намагничивания снимаются опытным путем отдельно для каждого материала и каждого сорта этого материала.

19.Явление электромагнитной индукции, его практическое применение. Закон электромагнитной индукции, правило Ленца.

Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него. Электромагнитная индукция была открыта Майклом Фарадеем 29 августа 1831 года. Он обнаружил, что электродвижущая сила, возникающая в замкнутом проводящем контуре, пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром. Величина электродвижущей силы (ЭДС) не зависит от того, что является причиной изменения потока — изменение самого магнитного поля или движение контура (или его части) в магнитном поле.Электрический ток, вызванный этой ЭДС, называется индукционным током.

Зако́н электромагни́тной инду́кции Фараде́я является основным законом электродинамики, касающимся принципов работы трансформаторов, дросселей, многих видов электродвигателей и генераторов.^[1] Закон гласит:

Для любого замкнутого контура индуцированная электродвижущая сила (ЭДС) равна скорости изменения магнитного потока, проходящего через этот контур, взятой со знаком минус.^[1]

или другими словами:

Генерируемая ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитного потока.

Закон электромагнитной индукции

Закон электромагнитной индукции формулируется следующим образом:

ЭДС индукции в замкнутом контуре равна скорости изменения магнитного потока, пронизывающего контур

Если в контуре содержится N витков . то э.д.с. индукции рассчитывается по следующей формуле:

                                 e_i = - N ΔФ/Δt

Правило Ленца

Направление индукционного тока в контуре определяется правилом Ленца:

Индукционный ток направлен так, чтобы своим магнитным полем противодействовать изменению магнитного потока, которым он вызван.

В этом примере ΔФ/Δt > 0, а e_i < 0. Индукционный ток I_инд течет навстречу выбранному положительному направлению обхода контура.

 

Виток проводника помещен в неоднородное магнитное поле, созданное движущимся постоянным магнитом . Т.к. В нарастает, то вектора В_i и Вантипараллельны.

Создаваемое индукционным током магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызывающего этот ток.