8.5. Ферромагнитные материалы

Свойства большинства ферромагнитных материалов являются одинаковыми, однако проявляются они по-разному в зависимо­сти от химического состава материала. В этой связи различают две основные группы ферромагнитных материалов: а) магнит­но-мягкие и б) магнитно-твердые.

А. Магнитно-мягкие ферромагнитные материалы обладают вы­сокой магнитной проницаемостью (μ_r ≈ 10³ ÷ 10⁶), низкой задержива­ющей (коэрцитивной) силой (Н_C < 400 А/м) и узкой петлей гисте­резиса, т. е. малыми потерями на гистерезис.

Магнитно-мягкие ферромагнитные материалы легко намагни­чиваются и размагничиваются.

К магнитно-мягким материалам относятся металлы и сплавы: электролитическое железо, электротехническая сталь, пермаллой, ферриты, магнитодиэлектрики и др.

Железо и электротехническая сталь нашли широкое примене­ние для магнитных цепей электрических машин, аппаратов, трансформаторов, электроизмерительных приборов, т. е. там, где необходимо создать сильное магнитное поле при относительно небольших магнитодвижущих силах (IW).

Ферриты и магнитодиэлектрики применяются в качестве магнитопроводов в аппаратуре проводной и радиосвязи, в магнитных усилителях, вычислительных машинах и других видах техники.

Пермаллой используется при изготовлении сердечников, пред­назначенных для работы в высокочастотных устройствах до 50 000 кГц. Магнитные свойства пермаллоев в значительной сте­пени зависят от технологии их изготовления.

Б. Магнитно-твердые ферромагнитные материалы обладают незначительной магнитной проницаемостью (μ_r - порядка не­скольких сотен), относительно высокой остаточной индукцией В_r ≈ (0,3 ÷ 125) Тл, большой задерживающей (коэрцитивной) силой Н_C ≈ (5000 ÷ 240 000) А/м и имеют широкую петлю гистерезиса.

Из магнитно-твердых материалов изготавливаются постоянные магниты, применяемые в технике связи, электроизмерительной технике и т. п.

К магнитно-твердым материалам, обладающим лучшими маг­нитными свойствами, относятся такие сплавы, как альни, альниси, альнико и др.

8.6. Расчет неразветвленных магнитных цепей

Вопросы выбора размеров, формы и материалов при конструи­ровании магнитной цепи электромагнитных аппаратов решаются и изучаются в специальных курсах.

В настоящей главе рассматривается расчет сконструированной, т. е. существующей, магнитной цепи, размеры и материалы кото­рой, а также количество и расположение обмоток с токами изве­стны. Расчет производится с использованием закона полного тока.

Такой расчет предусматривает решение одной из двух задач: прямой задачи и обратной задачи.

Прямая задача предусматривает определение магнитодвижущей силы F = IW по заданному магнитному потоку Ф в магнитной цепи. Если одна из величин I или W задана, то определяется только дру­гая величина.

Обратная задача предусматривает определение магнитного по­тока Ф или магнитной индукции В в участках цепи или всей цепи по заданной магнитодвижущей силе F = IW.

Расчет магнитных цепей различных конструкций по закону полного тока производится в определенной последовательности.