Задача № 3

В таблице 4 даны два различных проводниковых материала, ко­торые выбираются по номеру списка.

1. Укажите свойства заданных проводниковых материа­лов, области их применения, кратко опишите материалы.

2. Приведите основные параметры проводников, поясни­те их физический смысл и укажите численные значения па­раметров заданных материалов (T_пл, Т_кип, ρ, γ, с, α_р, ρ_s) и другие.

Таблица 4

Номер из списка	Наименование проводникового материала
	Первый материал	Второй материал
1	Медь	Ртуть
2	Алюминий	Вольфрам
3	Железо	Титан
4	Золото	Молибден
5	Серебро	Натрий
6	Никель	Калий
7	Хром	Платина
8	Кобальт	Палладий
9	Олово	Кадмий
10	Свинец	Манганин

Задача № 4

В таблице 5 приведены два различных полупроводниковых материала, которые выбираются по номеру списка.

1. Укажите свойства заданных полупроводниковых материа­лов, области их применения, кратко опишите материалы.

2. Приведите численные значения основных параметров заданных материалов (T_пл, ρ, γ, α_р, ΔE, μ_п, μ_р) и другие.

Таблица5

Номер из списка	Наименование полупроводникового материала
	Первый материал	Второй материал
1	Бор	Теллур
2	Углерод (алмаз)	Карбид кремния
3	Кремний	Фосфид галлия
4	Германий	Антимонид индия
5	Селен	Арсенид галлия
6	Фосфор	Сульфиды
7	Мышьяк	Селениды
8	Сурьма	Теллуриды
9	Сера	Оксид цинка
10	Йод	Гемиоксид меди

Задача № 5

1. Дайте определение магнитного материала.

2. Приведите классификацию магнитных материалов.

1. Назовите основные параметры магнитных материалов и кратко поясните их физический смысл.

2. Опишите сами материалы, определите их место по приведенной классификации.

3. Назовите основные области использования данных материалов.

4. Постройте основную кривую намагничивания B=f(H).

5. Рассчитайте зависимости магнитной про­ницаемости от напряженности магнитного поля μ=f(H) (для магнитомягкого материала), магнитной индукции от маг­нитной энергии B=f(W_d) (для магнитотвердого материала).

Числовые значения индукции и напряженности приведе­ны в таблицах 6 и 7.

Методические указания к решению задачи № 5

Любое вещество, помещенное в магнитное поле, приобретает магнитный момент. В соответствии с магнитными свойствами все материалы делятся на диамагнитные, парамагнитные, ферромагнитные, антиферромагнитные и ферримагнитные.

Зависимость индукции ферромагнитного вещества от напряженности внешнего поля B=f(H) называют основной кривой намагничивания (рис. 1). Используя последнюю, можно определить различные виды магнитной проницаемости. Различают абсолютную μа=В/Н и относительную μ=В/μоН магнитные проницаемости.

Значение индукции насыщения принято определять в поле Нs , для ферримагнитных веществ это значение принимается равным 5Нс. Кривая изменения индукции при изменении напряженности внешнего магнитного поля от +Нs до –Нs и обратно называется предельной петлей гистерезиса. Она является важной характеристикой материала, поскольку позволяет определить основные параметры материала – коэрцитивную силу Нс, индукцию насыщения Вs, остаточную индукцию Вr и др.

При намагничивании магнитных материалов наблюдается изменение их размеров и формы, такое явление получило название магнитострикции, которая может быть объемной или линейной.

Постоянные магниты имеют рабочий воздушный зазор; следовательно на рабочих концах возникают полюсы, создающие размагничивающее поле и напряженностью Нd, снижающее индукцию внутри магнита до Вd, которая меньше остаточной индукции Вr. Остаточная индукция Вr характеризует материал, если магнит находится в замкнутом состоянии и предварительно намагничен до насыщения в сильном внешнем магнитном поле.

На рис. 3 приведены кривые, характеризующие свойства магнитотвердых материалов. Удельная магнитная энергия (Дж/м³) поля, создаваемого в воздушном зазоре магнита,

Wd=BdHd / 2.

При некоторых значениях Bd и Hd энергия достигает максимального значения Wmax, которая является важнейшей при оценке качества материала.

Рис. 1. Основная кривая

намагничивания

Рис. 2. Петля магнитного Рис. 3. Кривые размагничи-

гистерезиса вания (1) и магнитной энер-

гии (2) в воздушном зазоре

Магнитным гистерезисом называется явление отставания изменения магнитной индукции от вызывающей эти изменения напряженности магнитного поля (рис. 2). При уменьшении Н до нуля в образце имеется остаточная индукция Вr. Если направление поля изменить на противоположное и начать его увеличивать, то можно уменьшить индукцию до нуля. В этом случае значение Нс

называется коэрцитивной (задерживающей) силой. По значении коэрцитивной силы материалы делятся на магнитомягкие (это технически чистое железо (низкоуглеродистая сталь); кремнистая электротехническая сталь; сплавы с высокой начальной магнитной проницаемостью; сплавы с большой индукцией насыщения, ферриты) и магнитотвердые (литые высококоэрцитивные, металлокерамические материалы, магнитотвердые ферриты, сплавы на основе редкоземельных элементов, прочие магнитотвердые материалы).