Наша сеть партнеров Banwar
Феромагнітні, парамагнітні і діамагнітні матеріали.
Всі речовини - тверді, рідкі та газоподібні залежно від магнітних властивостей ділять на три групи: феромагнітні, парамагнітні і діамагнітні.
До феромагнітним матеріалів відносять залізо, кобальт, нікель і їх сплави. Вони володіють високою магнітною проникністю?, В тисячі і навіть десятки тисяч разів більшою магнітноїпроникності неферомагнітних речовин, і добре притягуються до магнітів і електромагнітам.
До парамагнітним матеріалів відносять алюміній, олово, хром, марганець, платину, вольфрам, розчини солей заліза і ін. Відносна магнітна проникність? у них дещо більше одиниці. Парамагнітні матеріали притягуються до магнітів і електромагнітам в тисячі разів слабкіше, ніж феромагнітні матеріали.
Діамагнітні матеріали до магніти не притягуються, а, навпаки, відштовхуються. До них відносять мідь, срібло, золото, свинець, цинк, смолу, воду, більшу частину газів, повітря та ін. Відносна магнітна проникність? у них трохи менше одиниці.
Магнітні властивості феромагнітних матеріалів. Феромагнітні матеріали завдяки їх здатності намагнічуватися широко застосовують при виготовленні електричних машин, апаратів в інших електротехнічних установок. Основними характеристиками їх є: крива намагнічування, ширина петлі гістерезису і втрати потужності при перемагничивании.
Крива намагнічування. Процес намагнічування феромагнітного матеріалу можна зобразити у вигляді кривої намагнічування (рис. 44, а), яка представляє собою залежність індукції В від напруженості Н магнітного поля. Так як напруженість магнітного поля визначається силою струму, за допомогою якого намагничивается феромагнітний матеріал, цю криву можна розглядати як залежність індукції від намагнічує струму I.
Криву намагнічування можна розбити на три ділянки: Оа, на якому магнітна індукція зростає майже пропорційно намагнічує струму (напруженості поля); аб, на якому зростання магнітної індукції сповільнюється ( «коліно» кривої намагнічування), і ділянку магнітного насичення за точкою б, де залежність У від H стає знову прямолінійною, але характеризується повільним наростанням магнітної індукції при збільшенні напруженості поля в порівнянні з першим і другим ділянками кривої.
Отже, при великому насиченні феромагнітні речовини за здатністю пропускати магнітний потік наближаються до неферомагнітними матеріалами (магнітна проникність їх різко зменшується). Магнітна індукція, при якій відбувається насичення, залежить від роду феромагнітного матеріалу.
Мал. 44. Крива намагнічування феромагнітного матеріалу (а) і петля гістерезису (б)
Чим більше індукція насичення феромагнітного матеріалу, тим менший намагнічує струм потрібно для створення в ньому заданої індукції і, отже, тим краще він пропускає магнітний потік.
Магнітну індукцію в електричних машинах, апаратах і приладах вибирають в залежності від пред'явлених до них вимог. Якщо необхідно, щоб випадкові коливання намагнічує струму мало впливали на магнітний потік даної машини або апарату, то вибирають індукцію, відповідну умовам насичення (наприклад, в генераторах постійного струму з паралельним збудженням). Якщо бажано, щоб індукція і магнітний потік змінювалися пропорційно намагнічує струму (наприклад, в приладах), то вибирають індукцію, відповідну прямолінійній ділянці кривої намагнічування.
Перемагнічування феромагнітних матеріалів, петля гістерезису. Велике практичне значення, особливо в електричних машинах і установках змінного струму, має процес перемагнічування феромагнітних матеріалів. На рис. 44, б показаний графік зміни індукції при намагнічуванні і розмагнічування феромагнітного матеріалу (при зміні намагнічує струму I або напруженості магнітного поля Н). Як видно з цього графіка, при одних і тих же значеннях напруженості магнітного поля магнітна індукція, отримана при розмагнічування феромагнітного тіла (ділянка а-б-в), буде більше індукції, отриманої при намагнічуванні (ділянки Про - а й д - а). Коли напруженість поля (намагнічує струм) буде доведена до нуля, індукція в феромагнітному матеріалі не зменшиться до нуля, а збереже деяке значення Вr відповідне відрізку Про. Це значення називається залишкової індукцією.
Явище відставання, або запізнювання, змін магнітної індукції від відповідних змін напруженості магнітного поля називається магнітним гістерезисом, а збереження в феромагнітному матеріалі. магнітного поля після припинення протікання намагнічує струму - залишковим магнетизмом. При зміні напрямку намагнічує струму можна
Мал. 45. Розподіл магнітних силових ліній в кільці з феромагнітного матеріалу
повністю розмагнітити феромагнітна тіло і довести магнітну індукцію в ньому до нуля. Зворотній напруженість Нс, при якій індукція в феромагнітному матеріалі зменшується до нуля, називається коерцитивної силою. Криву О-а, яка утворюється за умови, що феромагнітна речовина було попередньо розмагнічена, називають первинною кривої намагнічування.
Отже, при перемагничивании ферромагнитного речовини, наприклад при поступовому намагничивании і розмагнічування сталевого сердечника електромагніту, крива зміни індукції матиме вигляд петлі; її називають петлею гистерезиса.
Втрати енергії при перемагнічування. При періодичному перемагничивании феромагнітної речовини витрачається певна енергія, яка виділяється у вигляді тепла, викликаючи нагрівання феромагнітної речовини. Втрати енергії, пов'язані з процесом перемагнічування стали, називають втратами на гістерезис. Значення цих втрат при кожному циклі перемагнічування пропорційно площі петлі гістерезису. Втрати потужності на гістерезис пропорційні квадрату максимальної індукції Вmах і частоті перемагнічування f. Тому при значному збільшенні індукції в магнитопроводах електричних машин і апаратів, що працюють в змінному магнітному полі, ці втрати різко зростають.
Вплив феромагнітних матеріалів на розподіл магнітного поля. Якщо помістити в магнітне поле якесь тіло з феромагнітного матеріалу, то магнітні силові лінії будуть входити і виходити з нього під прямим кутом. У самому тілі і біля нього буде мати місце згущення силових ліній, т. Е. Індукція магнітного поля всередині тіла і поблизу нього зростає. Якщо виконати феромагнітна тіло в вигляді кільця, то у внутрішню його порожнину магнітні силові лінії практично проникає будуть (рис. 45) і кільце буде служити магнітним екраном, що захищає внутрішню порожнину від впливу магнітного поля. На цій властивості феромагнітних матеріалів заснована дія різних екранів, що захищають електровимірювальні прилади, електричні кабелі та інші електротехнічні пристрої від шкідливого впливу зовнішніх магнітних полів.
Вони володіють високою магнітною проникністю?Відносна магнітна проникність?
Відносна магнітна проникність?