2. Динамическая Петля гистерезиса

До сих пор мы рассматривали намагничивание ма­териалов в постоянном магнитном поле. При воздействии на материал переменного магнитного поля получают динамическую кривую намагничивания и динамическую Петлю гистерезиса. Отношение значения индукции к ве­личине магнитного поля на динамической кривой пред­ставляет собой динамическую магнитную проницаемость

При низких частотах и малой толщине магнитного ма­териала динамическая кривая намагничивания совпада­ет со статической кривой. При этом значения динамиче­ской магнитной проницаемости практически совпадают со значениями проницаемости, вычисленными по стати­ческой кривой намагничивания. Динамическая петля гистерезиса имеет несколько большую площадь, чем статическая петля, так как при воздействии переменного магнитного поля в материале возникают, кроме потерь на гистерезис, потери на вихревые токи и на магнитное последействие.

Потери энергии на вихревые токи Р_в зависят от удельного электрического сопротивления ρ магнитного материала. Чем оно больше, тем меньше потери на вих­ревые токи. Потери на вихревые токи, Вт/кг, пропорци­ональны квадратам магнитной индукции В_м и частоты f² переменного магнитного поля. Так, для листового маг­нитного материала потери в переменном поле подсчиты­вают согласно выражению магнитной индукции, Т; f — частота, Гц; φ— плот­ность материала, кг/м³; ρ— удельное электриче­ское

сопротивление мате­риала, Ом-м.

3. Удельная объемная энергия w.

Если из рас­смотренной ранее петли гистерезиса выделить левую верхнюю часть (рис. 39), а в правой части откладывать значения, рав­ные половине произведения магнитной индукции на соответствующую ей напря­женность, то получим кривую А удельной объемной энер­гии. Это

величина энергии, создаваемой постоянным маг­нитом в воздушном зазоре (между его полюсами), отне­сенная к единице его объема, Дж/м³.

где Ва — индукция, соответствующая максимальному значению удельной объемной энергии;

На — напряжен­ность магнитного поля, соответствующая максимальному значению удельной объемной энергии.

Опорный конспект темы «Классификация, назначение и применение магнитных материалов»

Согласно поведению в магнитном поле все магнит­ные материалы делят на две основные группы: магнит­но-мягкие и магнитно-твердые.

1.Магнитно-мягкие материалы

Обладают большими значениями начальной и максимальной магнитной про­ницаемости и малыми значениями коэрцитивной силы (Нс≤4000 А/м). Эти материалы легко намагничиваются и размагничиваются. Они отличаются малыми потерями на гистерезис, т. е. им соответствует узкая гистерезисная петля.

Уровень магнитных характеристик магнитно-мягких материалов зависит от их химической чистоты и степени искажения их кристаллической структуры. Чем меньше различных примесей в магнитно-мягком материале, тем выше уровень его характеристик, т. е. тем больше μ_н и μ_м и тем меньше Н_с и потери на гистерезис. Поэтому при производстве магнитно-мягких материалов старают­ся удалить из них наиболее вредные примеси — углерод С, фосфор Р, серу S, кислород О₂, азот n₂ и различные окислы. Одновременно стараются не искажать кристал­лическую структуру материала и не вызывать в нем внутренних напряжений. Из магнитно-мягких материа­лов изготовляют сердечники электрических машин, трансформаторов, реле и других электрических аппара­тов.