6.1.6.2. Кривые намагничивания

Зависимость магнитной индукции В от напряжённости Н магнитного поля, т. е. В = f(Н), нелинейная (рис. 6.3) и не имеет аналитического выражения.

Для оценки свойств ферромагнетиков строяткривые намагничивания В = f(Н), приводимые в справочниках. С их помощью можно для каждого значения напряжённости поля Н определить значение магнитной проницаемости a, которая при возрастании напряжённости поля сначала увеличивается, затем уменьшается.

 

6.1.6.3. Петля гистерезиса

При протекании переменного тока в катушке с ферромагнитным сердечником происходит (в течение каждого периода тока) перемагничивание сердечника, которое на графике выглядит в виде петли - петли гистерезиса(рис. 6.4,а). Если первоначально ненамагниченный ферромагнетик намагнитить до насыщения (кривая1), а затем уменьшить и потом снова увеличивать напряженность магнитного поляН(ток в катушке), то изменение индукцииВне будет следовать начальной кривой: каждому значению напряжённости соответствуют два значения магнитной индукции в зависимости от того, увеличивается или уменьшается напряженность поля.

Величину магнитной индукции ±Br, сохраняющуюся при Н = 0, называют остаточной индукцией; напряжённость магнитного поля ±Hc, при которой индукция обращается в нуль, называют коэрцитивной силой.

На рис. 6.4 обозначено: ±Hmax и±Bmax - максимальные напряжённость и индукция магнитного поля в ферромагнетике;2-основная кривая намагничиванияферромагнетика, проведенная через вершины семейства гистерезисных кривых (рис. 6.4,б), каждая из которых соответствует определённому значениюHmax. Приводимые в справочниках зависимостиВ(Н) – это основные кривые намагничивания. Они незначительно отличаются от кривых первоначального намагничивания.

6.1.7.1. Классы ферромагнитных материалов

Важнейшей характеристикой ферромагнитных материалов является зависимость магнитной индукции В от напряжённости магнитного поля Н, т. е. В = f(Н). В зависимости от величины коэрцитивной силы и формы петли гистерезиса ферромагнетики подразделяют на три класса:

-магнитно-мягкие материалыс узкой круто поднимающейся петлёй гистерезиса сHc<200 А/м (рис. 6.5, кривая1). Их используют в трансформаторах, асинхронных двигателях и других устройствах переменного тока, т. е. там, где требуется иметь малые потери при перемагничивании – в магнитопроводах с большими переменными индукциями.

К магнитно-мягким материалам относится электротехническая сталь,технически чистое железо,литая стальи др.;

- магнитно-твердые материалыс коэрцитивной силойHc>4000 А/м (рис. 6.5, кривая2). Их применяют для изготовления постоянных магнитов, которые должны иметь большие значенияHc. К ним относятся литые сплавы на основеFe-Co-Ni-Al типа ЮНДК, бариевые сплавы (марки БИ), металлокерамические сплавы (ММК), сплавы кобальта с самарием, гадолинием и др.;

- специальные магнитные материалы, характеризуемые либо особой формой петли гистерезиса, например, прямоугольной (ферриты марки Вт и др.), либо специфическими свойствами: с сильной зависимостью магнитных свойств от температуры (сплавы никеля с медью марки Н38Х14 и др.); со значительными изменениями геометрических размеров при перемагничивании (магнитострикционные материалы из сплава железа с 14% алюминия и никеля или из сплава железа и кобальта марок НП-2-Т, 50КФ, 14НЮ); железокобальтовые сплавы -пермендюрс максимальной индукцией насыщения до 2,4 Тл;пермаллои(сплавы железа с никелем и добавками других металлов марок 79НМ, 80НХС и др.), имеющие большую магнитную проницаемость в слабых магнитных полях, и др.