Магнитные материалы и сердечники. Гистерезис. Динамическая петля гистерезиса.
Магнитные материалы делятся на два основных класса: магнитно-мягкие и магнитно-твердые.
Магнитно-мягкие материалы характеризуются большой магнитной проницаемостью и узкой петлей гистерезиса. Они применяются в качестве различного рода магнитопроводов и сердечников. К ММ материалам относятся:
Листовая электротехническая сталь, содержащая до 4% кремния. Применяется она при относительно низких частотах. Особенно высокими качествами отличается холоднокатаная сталь, обладающая повышенной проницаемостью. Высокой магнитной проницаемостью отличаются также специальные сорта сталей. Cтали с высокой проницаемостью выпускаются толщиной от 0,1 мм и применяются для импульсных трансформаторов.
Пермаллои - сплавы, содержащие до 80% никеля. от 0,5 до 15% молибдена, марганца, хрома, меди, кремния, остальное - железо.
Порошкообразные магнитные материалы находят большое применение в радиотехнике для изготовления сердечников высокочастотных катушек.
Ферриты - магнито-мягкие керамические материалы, получаемые путем спекания мелко размельченных окислов железа и других металлов (никеля, цинка, марганца, меди, кадмия). Обладают прекрасными разнообразными магнитными свойствами и находят широкое применение в радиоаппаратуре.
Магнитно-твердые материалы применяются для изготовления постоянных магнитов, используемых в телефонах, громкоговорителях, звукоснимателях, микрофонах и др радиоприборах.
Кобальтовая сталь (содержит до 40% кобальта и 7% вольфрама) отличается высокой магнитной устойчивостью при механических и температурных воздействиях, поддается ковке, сгибанию.
Альни, альниси, альнико, магнико - группа сплавов, содержащих до 25% никеля, 10-15% алюминия, 3-6% меди, остальное - железо, кобальт, кремний. Сплавы альни - наиболее ценный материал для изготовления постоянных магнитов. Применимы в производстве электроакустических приборов. Магниты из этих сплавов в 10-20 раз легче стальных.
Бариевые ферриты. По природе родственны с магнетитом, природным магнитным материалом, но в отличие от магнетита у этих материалов петля гистерезиса гораздо шире. Являются ферримагнетиками. Основное применение нашли в двигателях постоянного тока, в генераторах, в акустических системах. Имеют хорошие магнитные и эксплуатационные характеристики. Они устойчивы к размагничиванию магнитным полем и температурным воздействием, практически не подвержены коррозии. Обладают хорошей механической прочностью, но все же это хрупкий материал.
Гистере́зис (греч. ὑστέρησις — отстающий) — свойство систем (физических, биологических и т. д.), мгновенный отклик которых на приложенные к ним воздействия зависит в том числе и от их текущего состояния, а поведение системы на интервале времени во многом определяется её предысторией. Для гистерезиса характерно явление "насыщения", а также неодинаковость траекторий между крайними состояниями (отсюда наличие остроугольной петли на графиках). (На рисунке зависимость В от Н)
Динамическая петля гистерезиса - кривая, образованная вершинами частных петель перемагничивания магнитного гистерезиса при последовательном уменьшении или увеличении амплитуды переменного поля. Динамическая петля гистерезиса образуется при намагничивании материала переменным магнитным полем. Она имеет большую площадь, чем статическая петля, так как при воздействии переменного магнитного поля в материале возникают кроме потерь на гистерезис потери на вихревые токи и магнитное последействие, которые определяются магнитной вязкостью материала.