В) Характеристики магнитных материалов
Основными характеристиками ферромагнетиков являются кривая намагничивания В(Н) и петля гистерезиса (рис. 24.2)
Рассмотрим процесс переменного намагничивания магнитного материала.
Для этой цели намотаем на стальной сердечник обмотку и будем по ней пропускать постоянный ток. Предположим, что сердечник электромагнита ранее не был намагничен.
Рис.25.1. Схема опыта
Увеличивая проходящий по виткам обмотки ток I от нуля, мы тем самым будем увеличивать намагничивающую силу и напряженность поля Н.
Величина магнитной индукции Всердечнике будет также увеличиваться.
Кривая намагничивания Оа имеет прямолинейную часть, а затем вследствие насыщения кривая поднимается медленно, приближаясь к горизонтали.
Если теперь, достигнув точки а , уменьшать Н, то будет уменьшаться и В. Однако уменьшение Впри уменьшении Н, т. е. при размагничивании, будет происходить с запаздыванием по отношению к уменьшению Н. Величина остаточной индукции при Н=0 характеризуется отрезком Об.
Рис.25.2. Петля гистерезиса.
Для того чтобы магнитная индукция в сердечнике стала равной нулю, необходимо намагничивать материал в обратном направлении, т. т.е. перемагничивать его.
Для этой цели направление тока в обмотке меняется на обратное. Направление магнитных линий и напряженности поля также изменяется. При напряженности поля Н=ов,индукция в сердечнике равна нулю и материал сердечника полностью размагничен.
Значение напряженности поля Н = овпри В = 0 является определенной характеристикой материала и называется задерживающей (коэрцитивной) силой.
Повторяя процесс перемагничивания, мы получаем замкнутую кривую а б в г д е а, называемую петлей гистерезиса.
На этом опыте легко убедиться, что намагничивание и размагничивание сердечника (появление и исчезновение полюсов, магнитной индукции или магнитного потока) отстают от момента появления и исчезновения намагничивающей и размагничивающей силы (тока в обмотке электромагнита
Если величина напряженности магнитного поля превышает значение, при котором наступает магнитное насыщение, т. е. Нmax > HS, то размеры петли больше не увеличиваются, растут только безгистерезисные участки (а и г см. на рис. 24.2.) Такая петля называется предельной петлей гистерезиса.
Намагничивание ферромагнитного материала, впервые помещенного в магнитное поле, происходит по линии оа. Точки в и е предельной петли гистерезиса соответствуют коэрцитивной силе Нс(-Нс), а точки б и д дают значения остаточной индукции Вг(-Вг).
Рис.25.3. Петли гистерезиса магнитомягких и магнитотвердых материалов
В зависимости от значения коэрцитивной силы все магнитные материалы принято делить на магнитомягкие (кривая 1 рис.24.3;) и магнитотвердые (кривая-2).
Магнитомягкие материалы имеют малую коэрцитивную силу и узкую петлю гистерезиса. К этой группе относят электротехническую сталь, пермаллои, ферриты. Применяют эти материалы в таких электротехнических устройствах, как электрические машины, трансформаторы, электрические аппараты и др.
Магнитотвердые материалы имеют большую коэрцитивную силу и широкую петлю гистерезиса. Будучи намагниченными, они сохраняют намагниченность и после снятия намагничивающего поля. Из таких материалов изготовляют постоянные магниты, которые широко применяются в различных устройствах.
У26. Классификация, элементы и характеристики магнитных цепей
Для электрических машин и многих электротехнических устройств основным функциональным элементом является магнитная система. Обычно магнитную систему представляют в виде магнитной цепи.
Магнитная цепь содержит источники магнитного поля, систему магнитопроводов из ферромагнитного материала, другие вещества или воздушный зазор, по которым замыкается магнитный поток (рис. 25.1).
Рис.26.1. Неразветвленная магнитная цепь
В качестве источника магнитного поля обычно применяется катушка с числом витков w1 , по которой протекает ток I.
Обмотка с током возбуждает магнитное поле и характеризуется магнитодвижущей силой (МДС)
Где: F – магнитодвижущая сила, А
I - сила тока, А
w – количество витков катушки.
Единицей МДС является ампер (А), еще эту единицу называют ампер-виток.
В магнитной цепи МДС играет такую же роль, как ЭДС в электрической.
Проводя аналогию с электрической цепью, отметим, что в магнитной цепи магнитопровод играет роль проводов, а роль нагрузки играет, как правило, воздушный зазор, в котором для функционирования устройства необходимо создать определенное магнитное поле.
Магнитная цепь может быть неразветвленной (см. рис. 25.1)и разветвленной (см. рис. 25.2).
Рис.26.2. Разветвленная магнитная цепь
Реальная магнитная цепь характеризуется не только магнитным потоком Ф, протекающим по магнитопроводу, но и потоками рассеяния Ф„ а также выпучиванием магнитных силовых линий в области воздушного зазора.
Обычно при анализе магнитных цепей пользуются следующими допущениями: индукция В принимается постоянной по сечению; пренебрегают потоками рассеяния и выпучиванием; вводят среднюю длину различных участков магнитопровода.
Дата добавления: 2015-06-17; просмотров: 2175;