Лекция 1

Тема 1. Краткие сведения о теории магнетизма и магнитных материалах

В лекции рассматриваются следующие вопросы:

Введение.

1. Краткие сведения о теории магнетизма и магнитных материалах

1.1. Основные магнитные величины, единицы магнитных величин

1.2. Магнитные свойства веществ

1.3. Процессы намагничивания ферромагнетика

1.4. Статические параметры ферромагнетиков

1.5. Динамические характеристики ферромагнетиков

1.6. Суммарные потери в сердечнике

Литература

Введение

Магнитные элементы (МЭ) являются неотъемлемой частью всех электронных устройств. Несинусоидальность напряжений и токов, их повышенная частота (в том числе от гармонических составляющих) и другие отличительные свойства электронных устройств (ЭУ) определяют специфические требования к применяемым в этих устройствах магнитным элементам (МЭ), например: изготовление из особых магнитных материалов и проводников для обмоток, использование специальных конструктивных исполнений (тороидальные, чашечные, кабельные и др.), специальные расчеты режимов работы и частоты.

В настоящее время вопросы конструирования и производственного изготовления МЭ решены на очень высоком уровне. По магнитным элементам для радиоэлектронной аппаратуры изданы фундаментальные монографии и справочники (авторы Р.Х. Бальян, А.М. Бамдас, В.С. Моин, Г.С. Найвельт, В.П. Обрусник, М.А. Розенблат, Ю.С. Русин, Ю.А. Савиновский, И.Н. Сидоров, С.В. Шапиро и др.). Инженерам нужно грамотно пользоваться достигнутыми результатами в области МЭ, чтобы оптимально применять эти элементы в электронных устройствах. В практической деятельности нужно обязательно пользоваться технической литературой, где магнитные элементы описаны более детально.

Среди современных электронных средств достаточно много устройств, содержащих элементы, обладающие магнитными свойствами. Такими элементами являются трансформаторы, реакторы, катушки индуктивности, дроссели, магнитные усилители, электромагниты, реле, электромагнитные датчики, управляемые магнитные ключи, стандартизированные ряды магнитных элементов и др.

Их достоинством является высокая надежность, радиационная стойкость и теплостойкость, способность хранить записанную информацию без потребления энергии, высокая плотность записанной информации и возможность ее многократного считывания без разрушения.

Цельюизучения дисциплины «Магнитные элементы электронных устройств» является формирование у студентов знаний физических основ принципов действия магнитных элементов, их характеристик, конструктивных исполнений магнитных элементов, применяемых в устройствах информационной и силовой электроники, умений и навыков анализа их работы, оптимального проектирования и исследования параметров.

В электромагнитных устройствах автоматики, вычислительной и измерительной техники воздействие на магнитный элемент производится либо магнитным полем тока, проходящего по проводнику или обмотке, либо непосредственно магнитным полем. Это поле является внешним по отношению к магнитному сердечнику – основе электромагнитных элементов.

Использование электромагнетизма играет ведущую роль во многих отраслях науки и техники. С электромагнетизмом связывают развитие энергетики, транспорта, вычислительной техники, физики плазмы, термоядерного синтеза и т.п.

Магнитная разведка, дефектоскопия, магнитные линзы и магнитная запись информации, магнитная обработка воды и поезда на магнитной подушке – вот далеко не полный перечень перспективных областей промышленного применения магнитного поля.

Неотъемлемой частью компьютерного томографа, магниторезонансного томографа, без которых невозможна современная медицинская диагностика, является источник магнитного поля. В течение многих лет не ослабевает интерес к магнитным полям биологических объектов, повышено внимание к среде их обитания и к космосу, а также вопросам влияния магнитного поля Земли на человека.

А все началось с вопроса: «Что происходит с электричеством, если соединить полюсы вольтовой батареи проволокой?». Задал себе этот вопрос Ханс Кристиан Эрстед, датский физик.