§ 13.19. Магниторезксторы к магнитодиоды. Магниторезисторы - это резисторы, сопротивлением которых управляют внешним магнитным полем индукции направленным перпендикулярно направлению протекания тока через резистор. Электроныв теле магниторезистора находятся в церекрестных магнитном поле индукции В и электрическом поле напряженностью £и движутся не по напряженности поля £7а по кривой, напоминающей циклоиду (см. § 26.7), за счет чего путь их, а следовательно, и сопротивление увеличиваются. Выполняют их в виде дисков или пленок. На рис. 13.30, а изображена ВАХ магниторезистора из антимонида индия, а на рис. 13.30, б - из арсенида индия.

Магнитодиоды - это диоды, в которых магнитное поле изменяет подвижность и направление движения электронов и дырок. На рис. 13.30, в изображена ВАХ магиитодиода КД301Ж при В = О (кривая /)и при В = 0,3 Тл (кривая 2).

Вопросы для самопроверки

1. Дайте определения следующим понятиям: нелинейный резистор, нелинейная электрическая цепь, статическое и дифференциальное сопротивления. 2. Дайте определение неуправляемых HP. 3. Качественно изобразите ВАХ известных вам типов неуправляемых и управляемых HP. 4. Для каких известных вам типов HP дифференциальное сопротивление может быть отрицательным? 5- Может ли для реальных HP статическое сопротивление быть отрицательным? 6. В чем заключается препятствие, затрудняющее применять метод контурных токов или метод узловых потенциалов для расчета сложных разветвленных нелинейных цепей? 7. Как заменить несколько параллельных ветвей с HP и источниками ЭДС на одну эквивалентную? Определите характеристики элементов эквивалентной ветви. 8. Перечислите этапы расчета нелинейных цепей (НЦ) методом двух узлов и методом эквивалентного генератора. 9. В чем ограниченность метода замены HP эквивалентным линейным сопротивлением и источником ЭДС? 10. Перечислите свойства, которыми при определенных условиях могут обладать НЦ и не обладают линейные цепи. 11. Охарактеризуйте свойства термисторов и позисторов, фото- и магниторезисторов. 12. Поясните идею расчета схем с применением диакоптики. 13. В чем отличие условий передачи активной мощности нагрузке от источника с нелинейным внутренним сопротивлением и от источника с линейным сопротивлением? 14. Решите задачи 2.4, 2.8, 2.13, 2.14, 2.15, 2.20, 2.22.

I.mA

Глава четырнадцатая МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ

§ 14.1. Подразделение веществ на сильномагнитные и слабомагнитные. Из курса физики известно, что все вещества по их магнитным свойствам подразделяют на диамагнитные, парамагнитные, ферромагнитные, ферримагнитные и антиферромагнитные. У диамагнитных веществ относительная магнитная проницаемость р-<1, например для висмута р, = 0,99983, у парамагнитных веществ р.>1, например для платины р, = 1,00036. У ферромагнитных веществ (железо, кобальт и их сплавы) р, много больше единицы ((например, 10\ а у некоторых материалов даже до 10). У ферримаг-"нитных веществ р,того же порядка, что и у ферромагнитных, а у антиферромагнитных веществ р, того же порядка, что и у парамагнитных.

При решении большинства электротехнических задач достаточно подразделять все вещества не на перечисленные группы, а на сильномагнитные, у которых р, 1, и на слабомагнитные (практически немагнитные), у которых [iwl.

§ 14.2. Основные величины, характеризующие магнитное поле.

Основными векторными величинами, характеризующими магндт-ное поле, являются магнитная индукция В и намагниченность J\

Магнитная индукция В - это векторная величина, определяемая посиловому воздеДртвию магнитного поля на ток (см. гл. 21).

Намагниченность J - магнитный момент единицы объема вещества.

Кроме этих двух величин магнитное поле характеризуется напряженностью магнитнргр прля Н.

Три величины - В, J, Н - связаны друг с другом следующей зависимостью:

В= lio(H% 7). (14.1)

В СИ единица индукции В - тесла (Тл): 1 Тл = 1 В-с/м= 1 Вб/м или в кратных единицах Вб/см а в системе СГСМ - гаусс (1 Гс= 10-Вб/см%

Единица намагниченности / и напряженности поля Н - ампер на метр (А/м), а в системе СГСМ - эрстед (Э).

<Стрелка над буквой характеризует вектор в пространстве. Пояснения к формуле (14.1 )см. в § 14.24 .

Намагниченность / представляет собой вектор,даправление которого полагают совпадающим с направлением Я в данной точке:

T=yiiL (14.2)

Коэффициент у. для ферромагнитных веществ является функцией Н. Подставив (14.2) в (14.1) и обозначив 1 -->t = р., получим

Г= Цо1,/Г= (14.3)

где - постоянная, характеризующая магнитные свойства вакуума; Ид - абсолютная магнитная проницаемость.

В СИ = 4л. 10- Гн/м = 1,257-10" Гн/м; в СГСМ = 1. Для ферромагнитных веществ появляется функцией Н.

Магнитный поток Ф через некоторую поверхность 5 - это поток вектора магнитной индукции через эту поверхность:

(14.4)

где dS - элемент поверхности S.

В СИ единица магнитного потока - вебер(Вб); вСГСМ - максвелл (Мкс); 1 Мкс = 10" Вб; 1 кМкс = 10 Мкс.

При расчетах магнитных цепей обычно применяют две величины: магнитную индукцию В и напряженность магнитного поля И.

Намагниченность / в расчетах, как правило, не используют [при необходимости значение /, отвечающее соответствующим значениям 5 и Я, всегда можно найти по формуле (14.1)].

Известно, что ферро- и ферримагнитные тела состоят из областей самопроизвольного (спонтанного) намагничивания. Магнитное состояние каждой области характеризуется вектором намагниченности. Направление вектора намагниченности зависит от внутренних упругих напряжений и кристаллической структуры ферромагнитного тела.

Векторы намагниченности отдельных областей ферро(фер-ри)магнитного тела, на которые не воздействовало внещнее магнитное поле, равновероятно направлены в различные стороны. Поэтому во внещнем относительно этого тела пространстве намагниченности тела не проявляется. Если же его поместить во внешнее поле Я, то под его воздействием векторы на магниченности отдельных областей повернутся в соответствии с полем. При этом индукция результирующего поля в теле может оказаться во много раз больше, чем магнитная индукция внешнего поля до помещения в него ферромагнитного тела.