Свойства ферромагнитных материалов

Свойства ферромагнитных материалов оценивают обычно по кривым намагничивания, представляющим собой зависимость магнитной индукции от напряженности магнитного поляВ(Н). Кривые намагничивания получают опытным путем. Напряженность изменяют за счет изменения тока намагничивающей обмотки, расположенной на испытуемом образце. Определение напряженности производят с помощью закона полного тока. Для определения магнитной индукции используют индукционное действие магнитного поля.

Если ферромагнитный материал был размагничен, то при увеличении напряженности Нмагнитная индукция Визменяется в соответствии с кривой 1 первоначального намагничивания (рис. 6.6). Последней соответствует на том же рисунке кривая 2изменения магнитной проницаемости μ_а(Н), построенная согласно формуле μ_а= В/Н.

При относительно небольших напряженностях, когда материал еще не насыщен (участок Оа), увеличение Н сопровождается значительным увеличением В. Именно на этом участке μ_а= В/Н >>μ₀ и μ_r>> 1. Максимальному значению магнитной проницаемости соответствует точка А,которая может быть получена, если через начало координат провести касательную к кривой 1.

Рис. 6.6. Кривые намагничиванияВ(Н) и зависимость μa(Н) ферромагнитного материала. Зависимость B0(Н0) для воздуха

С увеличением Н на участке abматериал все более насыщается и темп роста Вснижается.

На участке bс,соответствующем значительному насыщению ферромагнитного материала, увеличение напряженности приводит лишь к весьма малым приращениям магнитной индукции. Последняя возрастает на этом участке примерно в той же степени, что и в случае катушки без ферромагнитного магнитопровода (прямая 4на рис. 6.6). Хотя при любых значениях напряженности ферромагнитного материала μ_а > μ₀ и μ_r >1, при Н → ∞ μ_а → μ₀ и μ_r →1.

При уменьшении напряженности магнитная индукция изменяется в соответствии с кривой 3. Любому значению напряженности при ее уменьшении соответствует большее значение магнитной индукции, чем при увеличении Н. Если напряженность уменьшить до нуля, материал окажется намагниченным. Магнитная индукция В_rпри Н = 0 называется индукцией остаточного намагничивания. Чтобы получить В < В_r,необходимо изменить направление напряженности в материале, что осуществляется путем изменения направления тока намагничивающей обмотки. При некотором значении I < 0 и Н_с <0 получим В= 0. Напряженность Н_c называется коэрцитивной силой.

Если периодически и весьма медленно изменять напряженность от + Н_1m до - Н_1m, то после нескольких циклов перемагничивания магнитная индукция будет изменяться в пределах от + В_1mдо - В_1m, в соответствии с кривой 1на рис. 6.7, а,называемой статической петлей магнитного гистерезиса. При разных пределах изменения напряженности получим семейство статических симметричных петель магнитного гистерезиса. Существуют некоторые напряженности + Н_m= + H_s и - Н_m= - H_s , при превышении которых площадь, ограниченная петлей гистерезиса, остается постоянной. Петля гистерезиса 2называется в этом случае предельной, а магнитная индукция B_s— индукцией технического насыщения. Значения В_rи Н_с определяются по предельной петле гистерезиса.

2.

Электронные генераторы

Генератор электрических колебаний – это нелинейное устройство, преобразующее энергию источника постоянного тока в энергию колебаний.

Генераторы широко используются в электронике: в радиоприемниках и телевизорах, в системах связи, компьютерах, промышленных системах управления и устройствах точного измерения времени.

Генератор – это электрическая цепь, которая генерирует периодический сигнал переменного тока. Частота сигнала может измеряться от нескольких герц до многих миллионов герц.

Выходное напряжение генератора может быть синусоидальным, прямоугольным или пилообразным в зависимости от типа генератора.

Когда колебательный контур возбуждается внешним источником постоянного тока, в нем возникают колебания. Эти колебания являются затухающими, поскольку активное сопротивление колебательного контура поглощает энергию тока. Для поддержания колебаний в колебательном контуре поглощенную энергию необходимо восполнить. Это осуществляется с помощью положительной обратной связи.

Положительная обратная связь – это подача в колебательный контур части выходного сигнала для поддержки колебаний. Сигнал обратной связи должен совпадать по фазе с сигналом в колебательном контуре.

На рис.3.1 изображена функциональная схема генератора.

Рис.3.1. Функциональная схема генератора.

Генератор можно разбить на 3 части. Частотозадающей цепью генератора обычно является LC колебательный контур. Усилитель увеличивает амплитуду выходного сигнала колебательного контура. Цепь обратной связи подает необходимое количество энергии в колебательный контур для поддержания колебаний. Таким образом, генератор – это схема с ОС (обратной связью), которая использует постоянный ток для получения переменного тока.

Билет 5