Напряженности внешнего поля (а) и температуры (б)

 

Из кривой (рис. 3.2, а) следует, что с увеличением H увеличивается степень ориентации магнитных моментов доменов, за счёт чего растёт m . При полной ориентации магнитных моментов доменов вдоль поля магнитная проницаемость достигает максимального значения m_мах, что соответствует состоянию технического насыщения. При этом магнитная индукция также максимальна - В_max. С дальнейшим ростом Н магнитная индукция уже не растёт, следовательно, магнитная проницаемость уменьшается, что следует из формулы (2).

При изменении температуры изменяется магнитный порядок атомов вещества. Увеличение температуры вначале облегчает ориентацию магнитных моментов доменов, поэтому растёт магнитная проницаемость. При повышенных и высоких температурах за счёт тепловых колебаний атомов нарушается магнитный порядок. В результате магнитная проницаемость уменьшается, и при температуре, называемой точкой Кюри у ферромагнетиков и точкой Нееля у анти- и ферримагнетиков, магнитная проницаемость становится равной нулю. Это означает, что полностью разрушился атомный магнитный порядок и вещество перестаёт обладать магнитными свойствами, т.е. превращается в парамагнетик.

 

З.3.З Процесс перемагничивания в переменном магнитном поле

Особенностью протекания процесса намагничивания в переменном поле является отставание изменения магнитной индукции В от изменения напряжённости поля Н.Это явление называется гистерезисом.

В переменном магнитном поле вектор напряжённости поля Н каждые полпериода частоты поля изменяет направление на противоположное. Поэтому процесс намагничивания, характеризуемый зависимостью B = f ( H ),будет циклическим в течении каждого периода, а зависимость B = f ( H)будет представлять собой замкнутую петлю, называемую петлёй гистерезиса (рис. 3.3.).

 

 

Рисунок 3.3 - Кривая перемагничивания магнетика в

Переменноммагнитном поле

 

При малых значениях напряжённости магнитного поля процесс перемагничивания происходит по кривым 1, 2, 3, которые принято называть динамическими петлями гистерезиса. Вершины этих петель образуют кривую, представляющую собой основную или первоначальную кривую намагничивания. Таким образом, геометрическое место вершин динамических (симметричных) петель гистерезиса при циклическом перемагничивании называется основной кривой намагничивания.

Когда напряжённость магнитного поля Н соответствует насыщению, перемагничивание происходит по предельной петле гистерезиса 4, площадь которой максимальна. Особенностью предельной петли гистерезиса является то, что при увеличении Н выше Н_max площадь её не изменяется, а растут только безгистерезисные участки.

Предельная петля гистерезиса имеет ряд характерных точек, позволяющих количественно оценивать свойства магнетика. Таковыми являются:

- коэрцитивная сила ±Н_с;

- остаточная индукция ±В_r;

- максимальная магнитная индукция±B_max;

- напряжённость магнитного поля при насыщении ±H_max.

По площади петли гистерезиса можно судить о магнитных потерях, т.е. о потерях энергии внешнего магнитного поля, которые выражаются в нагревании магнетика в процессе перемагничивания. Чем больше площадь петли гистерезиса, тем больше магнитные потери.

Причинами возникновения и составляющими потерь являются:

- потери на гистерезис – P_г;

- потери на вихревые токи - P_В ;

- дополнительные потери - Р_Д.

Наиболее существенными видами потерь являются потери на гистерезис и вихревые токи. При перемагничивании происходит смещение границ доменов и вращение магнитных моментов для чего требуются затраты энергии внешнего поля. Это и есть потери на гистерезис, величина которых пропорциональна частоте внешнего магнитного поля и для единицы объёма определяется соотношением

 

                                    P _Г = [Вт/кг]                             (6)

 

где f - частота [Гц],

р- плотность материала [кг/м ³],

S- площадь петли гистерезиса [Тл×А/м].

Потери на вихревые токи, возникающие в проводящих материалах, помещённых в переменное магнитное поле, явно связаны с нагревом материала в соответствии с законом Джоуля-Ленца. Величина потерь пропорциональна квадрату частоты внешнего магнитного поля, и для листового образца удельные потери определяются соотношением

 

                                      P_В =    [Вт/кг]                      (7)

 

где s - удельная проводимость [Ом-м]^-1,

d - толщина листа [м],

f- частота [Гц],

р - плотность материала [кг/м ³].

Полные потери определяются суммой всех составляющих потерь в магнетике, т.е.

 

                                        P_{Σ =} P_Г + P_В + P_Д .                                        (8)

 

 

---

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 171; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!