КР / Ответы КР 1

1. Чем определяются магнитные свойства вещества?

Магнитные свойства вещества определяются его атомной структурой и зависят, прежде всего, от того, обладают ли атомы вещества постоянным магнитным моментом.

2. Как классифицируются вещества по магнитным свойствам?

Магнетики подразделяются на две большие группы: сильномагнитные и слабомагнитные вещества.

3. Основные типы магнитного состояния вещества.

Диамагнетизм. Магнитная восприимчивость Магнитная проницаемость . В диамагнетиках имеет место полная взаимная компенсация как орбитальных, так и спиновых магнитных моментов

Вещества с постоянными магнитными моментами:

Парамагнетизм.

Ферромагнетизм.

Антиферромагнетизм.

Ферримагнетизм.

4. В чем отличие ферромагнетиков от парамагнетиков?

Величина χ и μ, ферромагнетикам присуща доменная структура, зависимость магнитного состояния от предшествующей магнитной истории и наличие температуры Кюри

5. В чем отличие ферромагнетиков от диамагнетиков?

У ферромагнетиков постоянный магнитный момент, а также величины χ и μ различаются; ферромагнетикам присуща доменная структура, зависимость магнитного состояния от предшествующей магнитной истории и наличие температуры Кюри

6. Что такое магнитная проницаемость?

Величина, которая показывает, во сколько раз магнитная индукция в веществе больше, чем в вакууме.

7. Какие существуют виды магнитной проницаемости?

8. Что понимают под магнитным доменом?

Доменом называется макроскопическая область материала, внутри которой намагниченность спонтанно (Н=0) достигает насыщения, т. е. внутри домена магнитные моменты практически всех атомов ориентированы в одном направлении.

9. Как меняется индукция в зависимости от напряженности магнитного поля ферромагнетиков (процесс намагничения)?

9. Описать процесс намагничения ферро- и ферримагнетиков.

Выше

11. Описать процесс перемагничения ферро- и ферримагнетиков.

12. Виды потерь при переменных магнитных полях.

• Потери на гистерезис

• Потери на вихревые токи

• Дополнительные потери

13. Причины возникновения потерь в ферромагнетиках.

Ниже

14. В чем заключаются потери на гистерезис в ферро- и ферримагнетиках?

15. В чем заключаются потери на вихревые токи ферро- и ферримагнетиков? Указать способы их уменьшения.

Подбирать материалы с большим удельным сопротивлением или выполнять элементы шихтованными

16. Что называется точкой Нееля?

Критическая температура фазового перехода из антиферромагнитного состояния в парамагнитное.

17. Привести и объяснить зависимость μ = f (tºC) ферро- и ферримагнетиков.

18. Привести и объяснить зависимость μ = f (Н) ферро- и ферримагнетиков.

19. Привести и объяснить зависимость μ = f ( ) ферро- и ферримагнетиков.

20. Основная кривая намагничения.

21. Из каких материалов и почему можно изготовить постоянные магниты?

Магнитотвердые: основными параметрами магнитотвердых материалов являются – максимальная удельная магнитная энергия, величина коэрцитивной силы, остаточная индукция.

22. Какой материал можно использовать для магнитной антенны радиоприемника (почему)?

Магнитомягкие: Как было указано ранее, магнитные материалы, используемые при

высоких частотах (от единиц до десятков мегагерц) и при сверхвысоких

частотах (от сотен до десятков тысяч мегагерц), должны иметь малую

электрическую проводимость. Этому требованию, отвечают ферриты и магнитодиэлектрики.

23. Магнитомягкие и магнитотвердые материалы, их отличие и область применения.

Магнитомягкие ( <4 кА/м) – высокая μ, малая , узкаяя петля гистерезиса, малые потери на перемагничение

Область применения: ВЧ, СВЧ, РЧ – для изготовления магнитных антенн, сердечников трансформаторов и катушек индуктивности

Магнитотвердые ( >4 кА/м) – большая , широкая петля гистерезиса, большие потери на перемагничение

Область применения: для изготовления постоянных магнитов, устройств записи и хранения информации, устройств акустической техники, магнитных систем радиоэлектронной аппаратуры, магнитных линз, исполнительных электродвигателей

24. По какому признаку магнитные материалы разделяются на магнитомягкие и магнитотвердые?

См. вопрос 23

25. Какие изделия изготавливают из магнитотвердых материалов?

См. вопрос 23

26. Описать явление магнитострикции и указать его использование.

27. Какие магнитные материалы могут быть использованы в устройствах высоких и сверхвысоких частот? Объяснить почему?

См. вопрос 22

28. Указать особенности и способы получения текстурированных магнитных материалов.

Свойства стали значительно улучшаются в результате образования магнитной текстуры при ее холодной прокатке и последующем отжиге.

Текстурированные стали обладают анизотропией магнитных свойств.

29. Что из себя представляют магнитодиэлектрики? Области их применения.

Магнитодиэлектрики – представляют собой вещества из измельченного ферромагнетика, частицы которого разделены между собой изолирующими пленками из немагнитного материала. Область применения как у магнитомягких материалов

30. Что такое пермаллои?

Низкокоэрцитивные сплавы — пермаллои – являются сплавами Fe и Ni с легирующими добавками хрома, кобальта, кремния, меди, марганца, которые изменяют количественные и качественные характеристики материала, а именно, повышают и улучшают механические свойства и температурную стабильность.

31. Что понимают под температурой точки Кюри для ферро- и ферримагнетиков?

Критическая температура, соответствующая фазовому переходу из ферромагнитного (ферримагнитного) в парамагнитное состояние, называется температурой Кюри или точкой Кюри

32. Можно ли из магнитотвердого материала изготовить магнитопровод трансформатора? Ответ обосновать.

Да, можно. Благодаря высокой проницаемости материала они могут служить магнитопроводом. Но нужно учитывать возможность возникновения вихревых токов.

33. Какие магнитные материалы могут быть использованы в электротехнических устройствах промышленной частоты? Обосновать ответ.

В постоянных и низкочастотных полях (до сотен герц и единиц килогерц) применяют металлические магнитомягкие материалы, к которым относятся: технически чистое железо (низкоуглеродистые электротехнические стали), электротехнические (кремнистые) стали и пермаллои − железо-никелевые и железоникелькобальтовые сплавы.

34. Что из себя представляют ферриты? Область их применения.

Ферриты (оксиферы) представляют собой системы из оксидов железа и оксидов двухвалентных, а иногда и одновалентных металлов. Обладая достаточно высокими магнитными свойствами, ферриты имеют высокое значение удельного сопротивления, поскольку это смесь оксидов. Поэтому они имеют малые потери и широко применяются на повышенных и высоких частотах. Могут применяться в качестве материала для сердечника катушки индуктивности, соленоида, при производстве антенн, в большинстве отраслей радиоэлектроники и т.д.

35. Какие магнитные материалы могут быть использованы в устройствах звуковых частот? Ответ обосновать.

Магнитотвердые материалы используются в устройствах звуковых частот, потому что они сохраняют некоторую намагниченность и после полного снятия внешнего магнитного поля.

36. Почему магнитопроводы электрических машин и трансформаторов выполняют шихтованными, т.е. состоящими из отдельных пластин?

Чтобы исключить возникновение токов Фуко (вихревых индукционных токов) при изменении магнитного потока.