Основные сведения о магнитных цепях

Магнитной цепью называется совокупность ферромагнитных и неферромагнитных материалов, служащих для создания магнитных полей нужной конфигурации и интенсивности.

Ферромагнитные элементы состоят из ферромагнитных материалов, обладающих высокой магнитной проницаемостью. К таким материалам относятся: железо, сплавы железа, ферриты.

Магнитная проницаемость (μ) характеризует связь между магнитной индукцией В и напряженностью магнитного поля Н в среде или в веществе. Она является важным параметром ферромагнитных материалов, определяющим их магнитные свойства.

Магнитная индукция В, или интенсивность магнитного поля, измеряется в теслах (Тл = В∙с/м²) и для катушки с ферромагнитным сердечником определяется, как

В = μ_а Н , (3.1)

где μ_а = μ₀ μ – абсолютная магнитная проницаемость; μ₀ = 4π10⁷Гн/м – магнитная постоянная (проницаемость вакуума);

μ – относительная магнитная проницаемость сердечника;

Н – напряженность магнитного поля, А/м. Тл.

Для атмосферного воздуха абсолютная магнитная проницаемость практически равна магнитной проницаемости вакуума.

Магнитный поток Ф, вызываемый, например, магнитной индукцией в катушке, равен произведениюмагнитной индукции В на площадь сечения S этой катушки

Ф = В S. (3.2)

Измеряется магнитный поток в веберах (Вб). Вб = Тл∙м² или Вб = В∙с.

Из (3.1) и (3.2) следует, что если в катушку поместить сердечник с высокой магнитной проницаемостью μ, то магнитный поток Ф, создаваемый катушкой, возрастет в μ раз.

В магнитных цепях магнитные потоки могут создаваться постоянными магнитами или электромагнитами.

Магнитные цепи бывают:

- однородными, когда выполнены из одного материала;

- неоднородными, когда материалы, из которых они выпол-нены, обладают различными свойствами.

Если во всех сечениях магнитной цепи магнитный поток Ф одинаков, то такая цепь является неразветвленной (Рис.3.1, а). В разветвленной цепи магнитные потоки на различных участках неодинаковы (Рис.3.1, б).

В общем случае магнитные цепи являются нелинейными.

Рис.3.1 – Примеры магнитных цепей: а) неразветвленной; б) разветвленной