Магнитните свойства на феромагнитни материали. Намагнитизирането.
Феромагнитни материали в електротехниката имат най-висок приоритет.
Ако магнитното поле направи ferromanetik. на магнитната индукция в него се увеличава значително, и материалът е намагнетизирана. Същността на този процес е, както следва. Феромагнитни област се състои от малки спонтанно магнитни области, чийто обем е около 10 -8 cm 3 (Fig.36).
Тези намагнитизирват региони могат да бъдат представени под формата на елементарни биполярни диполи, които произвеждат магнитни полета от взаимосвързани техните съединителни сили. Магнитните сили на тези области са причинени от елементарни електрически ток, генерирани предимно в резултат на въртене на електроните около собствената си ос. При липса на външно магнитно поле в феромагнитен тялото магнитни сили се компенсират взаимно, т.е. общото магнитно поле е нула тяло. Под влияние на външни полета, тези елементарни магнити са ориентирани по дължината на терена (завърта), като по този начин от едната страна на тялото, създавайки един полюс, а другият - на другия полюс. По този начин, самото тяло става поляризирана и създава своя собствена магнитно поле.
С увеличаване на размера на външните ориентирани към полето елементарни магнити става по-голям, което води до увеличаване на вътрешния областта. Следващата фигура показва кривата на изменение на промените на тялото на намагнитване J зависимост от външна сила на полето Н.
В Fig.37 показва схематично на намагнитването на феромагнитна сърцевина. С увеличаване на ток в Пропорционална бобина за магнитното поле сила се увеличава ?? I.
Ако специфичните стойности на Н мярка или изчисляват съответните стойности на магнитната индукция B, е възможно да се построява графика на първоначалния намагнитването на феромагнит, т.е. В = е (Н), както е показано на крива част ris.37b 0-1.
В станция 0-1 с увеличаване на интензивността Н, магнитната индукция е B. се увеличава, тъй като магнитните моменти на домените преди произволно ориентирани, като посоката на външно магнитно поле. След това, поради вътрешното магнитно поле на магнитната индукция печалба намалява и спира напълно по-нататък, т.е. магнитно състояние насищане настъпва (след точка 1). BS-магнитна индукция насищане.
Намагнитизирането J тяло - количество характеризиране на магнитното поле на феромагнитен тялото поради неговата поляризация. Намагнитизирането има същите размери като магнитно поле силата на, т.е. A / m. намагнитване на тялото не може да се увеличи за неопределено време. Ако спонтанен посоката на намагнитване на полето във всички точки съвпада с посоката на външното поле. намагнитването на тялото достига своя лимит ??. нарича насищане намагнитване (Фигура 38).
Нелинейни естеството на кривата на намагнитване показва, че магнитната проницаемост на феромагнитни материали не е постоянна и зависи от интензивността на магнитното поле.
Когато предварително определена интензивност Н на външното магнитно поле в среда nonferromagnetic магнитна индукция
В феромагнитен среда за индуциране на външното поле (B0) се добавя допълнителен магнитно поле индуцирането J. Съответно, полученият магнитната индукция
От друга страна, на магнитната индукция, свързана с коефициента на магнитно поле интензивност
Което означава, че
При ФИГУРА 39, произведен от сумиране на кривите на магнитната индукция на външното поле (μ0 Н) и магнитната индукция поле на вътрешно тяло (μ0 й). Сгъваеми функции съгласува μ0 Н μ0 J и получаване на нова функция, която се нарича намагнитване крива.
Кривата на намагнитване може да се раздели на три характерни региони:
Оа част на която магнитната индукция увеличава почти пропорционално на силата на полето;
Парцел аб, където растежът се забавя магнитната индукция;
Парцел с точка б. където има леко увеличение на индукция.
Всеки феромагнитен материал има свой намагнитване крива.
Нелинейни естеството на кривата на намагнитване показва, че магнитната проницаемост на феромагнитни материали не е постоянна и зависи от интензивността на магнитното поле.
Подобна зависимост от Н е магнитната проницаемост, където първоначалната стойност при H = 0 е μ0 и което в последния етап на промяна тенденция асимптотично до същата μ0. Примерна графика на μ Н е показана на Фиг. б.
7. ЦИКЛИЧНИ обрат. Хистерезис.
Ако вземете феромагнитен тялото в демагнитизират държавата и да започне своята намагнитване, т.е. увеличаване на тока в намотката (ФИГУРА 41 а), до индуцирането достига максималната стойност, е възможно да се получи крива Б (Н), наречен първоначалната крива на намагнитване (фиг. 41 б).
Ако намаляването на тока в бобината, т.е. намаляване на силата на външното поле, кривата ще бъде разположен малко над кривата на намагнитване. По този начин, кривата на размагнитване е различен от кривата на намагнитване. Demagnetizing ядрото, тъй като се забави в сравнение с намаляване на напрегнатостта на полето. Това явление се нарича хистерезис (МИГ). Фиг. 41 В показва, че когато размагнити когато силата на полето H = 0, магнитна индукция тяло запазва известна стойност B0. наречената остатъчна намагнитеност.
За да се приведе плътността на потока на нула тяло (за отстраняване на остатъчната индукция или демагнетизирам сърцевината), е необходимо да се промени посоката на външното поле (посоката на тока в намотката).
Големината на интензитета на магнитното поле (Hc), необходими за отстраняване на остатъчен магнетизъм, коерцитивност се нарича. Ако увеличим интензивността на полето със сума, по-голяма от НС. плътността на потока започва да се увеличава, но с различна полярност, т.е. отново ще бъде процесът на намагнитване. В определен напрегнатост на магнитното поле индукция достигне максималната си стойност (-Vmax), при която насищане магнитно тяло. По този начин, чрез промяна на намотка ток големината и посоката, е възможно да се получат данни за изграждане на затворена крива Б = F (H), който се нарича магнитен хистерезис линия. Следващата фигура показва кривата характеризиращи процеса на циклична намагнитване обръщане завършва (фиг. В).
Крива цикличен намагнитване обръщане се нарича хистерезисна крива. В цикличен намагнитване обръщане на определена честота феромагнитни материали се загряват, което показва, че някои изразходва енергия за обръщане на намагнитване.
Големината на тези загуби на енергия е по-голяма по-голям зоната, затворена от хистерезисната крива.
8. феромагнитни материали
Феромагнитни материали се делят на меки и твърди.
За магнитни материали се характеризират с бързо намагнитване и ниска Hc.
Силата действа от диригента
За други стойности на ъгъла α сила се определя по формулата
къде ?? - проекцията на сегмента ?? в посока, перпендикулярна на посоката на вектора V.
Посоката на електромагнитна сила винаги е перпендикулярна на равнината, в която лежат жицата и линии на магнитната индукция, и е удобно да се определят принципите на лявата ръка.
Ако тоководещи проводника под влияние на полето на силите се е преместил на разстояние х (Fig.46 б), работата, извършена от областта ?? Тъй ??. B S = O, α = 0, тогава 90
По този начин, направено по преместване на ток проводник с неизменен в хомогенна магнитно поле работата е равна на произведението на ток в проводник пресича от магнитния поток.
В нехомогенно магнитно поле работа
б) теглителна сила на електромагнита
Дизайн тягови електромагнити са разнообразни и зависят от тяхното използване по предназначение. Но всички те имат поле ликвидация желязна сърцевина, състояща се от две части - фиксирана и подвижна част 2. движими магнитната сърцевина (котва) се магнетизираната
магнитно поле намотка и ток се привлича към фиксираната част със сила (Fig.47)
където В е магнитната индукция, S - площ на напречното сечение поле.
По този начин, сърцевината на бобината, чрез които сегашните потоци, винаги привлича котвата. Такова устройство се нарича електромагнит.
Електромагнити се използват в измервателните уреди, релета, магнитни пускатели, автомати и др. Устройства. Те са широко използвани за повдигане на товари. Тегло на електромагнити може да бъде до няколко тона.
Така магнитния поток достига максималната си стойност за тази електромагнитна система, тъй като въздушната междина между сърцевината и котвата се намалява. и магнитното съпротивление става по-малък.
в) заредени частици в магнитно поле
Ефекти на магнитни полета на заредените частици се движат е на проводника, например във вакуум, често използвани в областта. Примерите са за фокусиране и изместване на електронния лъч в катодно-лъчеви тръби телевизори, осцилоскопи, електронни микроскопи и ускорители и т.н.
За определяне на сили, действащи на частица с заряд Q, движещи се в постоянно магнитно поле, перпендикулярно на магнитната индукция B може да бъде
използва формулата ?? = ??. Заместник в него ?? и ??. След това ние се
В този случай ?? съгласно правилото лявата е перпендикулярни посоки на магнитната индукция и скорост на частицата. Известно е от механика, че при постоянна стойност на сила, насочена перпендикулярно на скоростта, тялото (частиците) се движи по окръжност с радиус ?? = ?? в равнина, перпендикулярна на посоката на магнитните линии на потока. Ъгловата скорост (въртене) е ?? ,
Електромагнитната сила действа по тоководещи проводници ?? ,
Тя може да се представи като сума ?? силите, които действат на отделните електрони, които оформят посоката на движение на текущата проводник
където NE = р е броят на електрическа енергия за единица обем на проводника (п = N / V ??),
?? обем проводник, при което затвореното заряд Q,
S = напречно сечение на цилиндричния проводник и ?? неговата дължина,
Силата действа по един електрон. ?? т.е. сила, действаща на електроните е пропорционална на магнитната индукция и скоростта на движение на частиците.
Посоката на тази сила се определя от правилото на лявата страна. С четири пръста удължен, те трябва да бъдат насочени в посока, обратна на движението на електрона.
10. електромагнитна индукция
Законът на електромагнитната индукция и закона на Фарадей за електротехника е един от основните. Това явление се състои във факта, че електропроводим верига се възбужда от индукция едн, ако магнитния поток. свързан с тази верига. променило.
Въз основа на това явление са създадени и работят електрически генератори и двигатели, трансформатори, радио предаватели и приемници (телевизори) и много други. Този закон изисква изследване на електрически вериги AC. Откриване закон от Майкъл Фарадей през 1831.
диригент АБ, движещи се под действието на механични въздействия FMH ляво на дясно в магнитно поле B (адресирано от нас за рисунката), така че да пресича линии на магнитната индукция, възниква индукция електродвижеща сила. Това се дължи на факта, че свободните електрони на диригента AB
се движи заедно с него със скорост V. V - относителната скорост на проводника и магнитното поле (Fig.48).
Всеки електрон сила на Лоренц
един проводник, който е насочен по посока нагоре (по правило лявата ръка). Под влиянието на тази сила електроните се преместват в горния край на проводника, което създава негативно излишък такса, а на другия край на проводника се формира от същия порядък на положителен заряд. разделяне зареждане в проводника поражда електрическо поле, т.е. между заредените части на проводника като силата на Кулон (??), вече насочена надолу, т.е. срещу силата на Лоренц.
Заредете разделяне в проводника завършва с равенството на електромагнитното и електрическа енергия, т.е. ако Fl = Fk. Равенството означава да имаш сили между краищата на проводника AB създадена VA -VB потенциална разлика.
Да приемем, че гумата е подвижен, на която AB проводник метал и свързани с резистор R. Тогава образува затворен контур (верига), където (втори) чрез потенциална разлика ?? Тя ще бъде на електрически ток I.
Което означава, че едн индукционната е
В ъгъл α ≠ 90 0 в тази формула, вместо пълен курс въвежда в посока, перпендикулярна проекция на магнитния поток. ?? и след това се оказва по-обща формула
Ако α = 0, т.е. по време на движение на проводника не пресича магнитните силови линии. така да се каже, се плъзга по линията на сила, индукционната електродвижеща сила е нула.
Ако проводник на късо съединение се движи в магнитно поле в резистор R, индуцираната електродвижеща сила създава електрически ток I. този ток взаимодейства с магнитното поле предизвиква забавящо сила Fm противодействие причинява електродвижеща сила, - и това е проява на правила или принцип на Ленц. А формулата за електродвижещото напрежение, необходимо да се постави знак минус
л на дължина проводник, преместване перпендикулярно на линиите на сила (α = 90 0) със скорост V, се простира извън елементарен интервал от време DT DX път. след това
Ако магнитното поле е бобина с броя на завъртанията N, активното дължината на тел ?? където ℓsr - средната продължителност на един завой.
Предизвикано електродвижещо напрежение в намотка
Фиг. ясно е, че ?? На свой ред, В DS = DF. след това
Последният експресия показва, че индуцираната едн е пропорционална на степента на промяна DF / DT поток.
Тази промяна в поток може да се получи както в посока на нарастване (DF> 0, магнитът се вмъква в бобината) и в посока на намаляване на потока (DF 0) самостоятелно индукция EMF предотвратява увеличаването на ток. такива едн наречена protivoed с. При намаляване на ток контур (ди / DT
Свързани статии