Кривая намагничивания. Петля гистерезиса

Протекание процессов намагничивания материала практически характеризуют кривыми намагничивания В (H), имеющими сходный характер для всех ферромагнетиков рис.

1-железо особо чистое;

2-железо чистое (99,98% Fe)

3-железо технически чистое

4-пермалой (78% никеля)

5-никель

6-сплав железо-никель(26% Ni)

Относительная магнитная проницаемость определяется по ос­новной кривой намагничивания как отношение индукции В к на­пряженности магнитного поля H в данной точке кривой намагни­чивания с учетом магнитной постоянной мю0 = 4л*10^-7 Гн/м:

Если медленно производить намагничивание ферромагнетика во внешнем магнитном поле, а затем, начиная с какой-либо точки ос­новной кривой намагничивания, начать уменьшать напряженность поля, то индукция будет также уменьшаться, но не по основной кривой, а с отставанием, вследствие явления гистерезиса. При увеличении поля противоположного направ­ления образец может быть размагничен, перемагничен и при новой перемене на­правления магнитного поля индукция снова может вер­нуться в исходную точку, характеризовавшую намаг­ничивание образца, т. е. бу­дет описана кривая, пред­ставляющая собой петлюгистерезисного цикла перемагничивания. В зависимо­сти от различных значений напряженности внешнего магнитного поля можно по­строить семейство петель гистерезиса, как это показано на рис.

Материалы с малым значением H_C и большой магнитной проницаемостью называются магнитомягкими материалами. Материалы с большой коэрцитивной силой и сравнительно малой проницаемостью называются магнитотвёрдыми материалами.

Общая характеристика магнитомягких материалов.

Магнитомягкие материалы, обладая высокой магнитной прони­цаемостью, небольшой коэрцитивной силой и малыми потерями на гистерезис, используются в качестве сердечников трансформато­ров, электромагнитов, в измерительных приборах и в других слу­чаях, где необходимо при наименьшей затрате энергии достигнуть наибольшей индукции. Для уменьшения потерь на вихревые токи в трансформаторах используют магнитомягкие материалы с повы­шенным удельным электрическим сопротивлением, обычно приме­няются магнитопроводы, собранные из отдельных изолированных друг от друга тонких листов.

Электротехнические стали.

Кремнистая электротехническая сталь является основным магнитомягким материалом массового потребления. Введением в состав этой стали кремния достигается повышение удельного сопротивле­ния, что вызывает снижение потерь на вихревые токи. Кроме того, наличие в стали кремния способствует выделению углерода в виде графита, а также почти полному раскислению стали. Это приводит к увеличению мю r n, уменьшению Н_с и к снижению потерь на гисте­резис. Сталь, содержащая до 4 % кремния, обладает достаточно удов­летворительными механическими свойствами, а при наличии выше 5 % кремния она становится очень хрупкой. Путем специализи­рованной прокатки и особой термической обработки можно изго­товить текстурованную сталь крупнокристаллического строения, причем кристаллы окажутся ориентированными осями наиболее легкого намагничивания параллельно направлению прокатки. Ма­гнитные свойства такой стали в направлении прокатки значительно выше, чем стали, не подвергавшейся подобной обработке.

Сталь выпускается в виде рулонов, листов и резаной ленты. Она может быть без электроизоляционного покрытия или иметь его. Толщина листов стали 0,1—1 мм. Сталь, различных классов пред­назначается для изготовления магнитных цепей аппаратов, транс­форматоров, приборов, электрических машин.

52. Общая характеристика магнитотвёрдых материалов.

По составу, состоянию и способу получения магнитотвердые материалы подразделяют на: 1) легированные мартенситные стали, 2) литые магнитотвердые сплавы, 3) магниты из порошков, 4) магнитотвердые ферриты, 5) пластически деформи­руемые сплавы и магнитные ленты.

Характеристиками материалов для постоянных магнитов служат коэрцитивная сила, остаточная индукция и максимальная энергия, отдаваемая магнитом во внешнее пространство. Магнитная прони­цаемость материалов для постоянных магнитов ниже, чем магнитомягких материалов, причем чем выше коэрцитивная сила, тем меньше магнитная проницаемость.

6. В каких диэлектриках относительная проницаемость зависит от температуры? Объяснить эту зависимость.

Относительная диэлектрическая проницаемость является важной электрической характеристикой диэлектрика. В первую очередь определяет ёмкость конденсатора, выраженную формулой: C=ε₀εЛ, где Л- приведенная длина, ε₀=8,854*10^-12 Ф/м, ε- относительная диэлектрическая проницаемость.

ε непол. диэлектриков ε_н<2,5 (органические полимеры)

ε слабополярных ε<3

ε полярных ε_п>4 (4-80) ε спиртов=40-50

У изолятора ε<10.

Диэлектрическая проницаемость газов близка к единице.

ТК. диэлектрической проницаемости диэлектриков с ионной структурой положителен вследствие того, что при повышении температуры наблюдается не только уменьшение плотности вещества, но и возрастание смещения ионов; причем влияние этого фактора сказывается на величине ε сильнее, чем изменение плотности.

У неполярных диэлектриков зависимость диэлектрической проницаемости от температуры связана с уменьшением числа молекул в единице объёма, т.е. с уменьшением плотности температурный коэффициент диэлектрической проницаемости по абсолютному значению близок к температурному коэффициенту объёмного расширения (они разных знаков).ТКε_неп.=(-).

У полярных диэлектриков тем больше диэлектрическая проницаемость, чем больше значения электронного момента диполей и чем больше число молекул в единице объёма.

17. Как д/э-кие потери зависят от частоты в поляр.и неполяр. д/э-ках?

tgδ

τ₀=1/ω

τ₀=const

1/ω-var

f, Гц

2 1

16. Как д/э-кие потери зависят от темп-ры в поляр.и неполяр. д/э-ках?

tgδ

τ₀=1/ω

τ₀-var

1/ω=const

1 2 T, ْ C

13. Общая характеристика д\эл потерь.

Диэлектрическими потерями называют мощность, рассеиваемую в диэлектрике при воздействии на него электрического поля и вызывающую нагрев диэлектрика. Потери в диэлектриках наблюдаются как при переменном напряжении, так и при постоянном, поскольку в материале обнаруживается Диэлектрические потери в электроизоляционном материале можно характеризовать рассеиваемой мощностью, отнесенной к единице объема, или удельными потерями; чаще для оценки способности диэлектрика рассеивать мощность в электрическом поле пользуются углом диэлектрических потерь, а также тангенсом этого угла. Углом диэлектрических потерь называется угол, дополняющий до 90° угол фазового сдвига j между током и напряжением в емкостной цепи. Для идеального диэлектрика вектор тока в такой цепи будет опережать вектор напряжения на 90°, при этом угол диэлектрических потерь d будет равен нулю. Чем больше рассеиваемая в диэлектрике мощность, переходящая в теплоту, тем меньше угол фазового сдвига j и тем больше угол d и его функция tg j.

Тож про потери !!!!!!!!!!!!!!!

Диэлектрическими потерями наз. Мощность рассеиваемую в диэлектрике при воздействии на него Эл. поля и вызывающую нагрев диэлектрика.

Природа диэл.потерь различна в зависимости от агрегатного состояния вещества.Диэл.потери могут обуславливаться сквозным током или активнымы составляющими токов смещения.

Диэл.потери делятся:

1)Обусловленные поляризацией

2)сквозной электропроводностью

3)ионизацией

4)неоднородностью структуры

В неполярных жидкостях диэл.потери обусловлены только Эл-тью.Удельная проводимость очень мала,поэтому и малы диэл.потери.Полярные жидкости обладают большими потерями связанными с дипольно-релаксационной поляризацией,помимо потерь обусловленных электропроводностью.

Потери в ТВ. Веществах необходимо рассматривать с позиции их строения.

С молекулярной структурой:

Диэл-ки с неполярными молекулами, не имеющие примесей обладают ничтожно малыми потерями.(церезин,полиэтилен,полистирол)их применяют в качестве высокочастотных диэлектриков.

Полярные диэ-ки обладают высокими потерями из-за присущей им дипольно-релаксационной поляризации,потери у них сильно зависят от температуры(целлюлоза,органическое стекло,капрон,эбонит,бакелит).