Лекция №12

Вопросы лекции

12.1. Общие характеристики магнитных материалов. Определения. Кривая намагничивания,

гистерезис, индукция насыщения, коэрцитивная сила. Магнитомягкие и магнитотвердые материалы. Магнитные потери.

12.2. Виды магнитных материалов. Применение магнитных материалов в энергетике. Свойства наиболее применяемых материалов.

Электротехнические стали. Ферриты. Магнитодиэлектрики.

12.1.Общие характеристики магнитных материалов.

Магнитные свойства имеются у любых материалов. Они обусловлены реакцией материала на магнитное поле. Как уже рассматривалось в третьей лекции, магнитную индукцию в любом материале можно связать с напряженностью магнитного поля в нем

Глобально, по отношению к магнитному полю, материалы можно разделить на три класса -

диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики. Последние можно еще поделить на собственно ферромагнетики, антиферромагнетики и ферримагнетики.

Диамагнетики имеют магнитную проницаемость чуть меньше 1. Отличаются тем, что выталкиваются из области магнитного поля.

Парамагнетики имеют магнитную проницаемость чуть более 1. Подавляющее количество материалов являются диа- и пара- магнетиками.

Ферромагнетики обладают исключительно большой магнитной проницаемостью, доходящей до миллиона.

Для ферромагнитных материалов выражение (12.1) справедливо с большими оговорками. Оно верно для слабых магнитных полей. По мере усиления поля проявляется явление гистерезиса.

В литературе различают несколько определений магнитной проницаемости.

Начальная магнитная проницаемость н -

значение магнитной проницаемости при малой напряженности поля.

Максимальная магнитная проницаемость max

максимальное значение магнитной проницаемости, которое достигается обычно в средних магнитных полях.

Определения

Намагниченность насыщения - максимальная намагниченность, которая достигается в сильных полях, когда все магнитные моменты доменов ориентированы вдоль магнитного поля.

Петля гистерезиса -зависимость индукции от напряженности магнитного поля при изменении поля по циклу: подъем до определенного значения - уменьшение, переход через нуль, после достижения того же значения с обратным знаком - рост и т.п.

Максимальная петля гистерезиса - достигающая максимальной намагниченности насыщения.

Остаточная индукция Bост - индукция магнитного поля на обратном ходе петли гистерезиса при нулевой напряженности магнитного поля ( остаточная индукция).

Коэрцитивная сила Нс - напряженность поля на обратном ходе петли гистерезиса при которой достигается нулевая индукция.

Bs – индукция насыщения

При каждом цикле перемагничивания часть магнитной энергии, запасаемой в материале

(W = BH/2) теряется, т.е. переходит в тепло. Эти потери называются потерями на перемагничивание и они пропорциональны площади кривой гистерезиса.

Материалы с малой коэрцитивной силой, меньше 40 А/м называются магнитомягкими материалами.

Магнитомягкие материалы имеют узкую петлю гистерезиса, они обладают малым запасом магнитной энергии и легко перемагничиваются, магнитная проницаемость в слабых и сильных полях велика.