Главная -> Книги

(0) (1) (2) ( 3 ) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (3)

Внесем в это поле, как показано на рис. 1.3, длинный круглый однородный стержень, изготовленный из магнетика, расположив его вдоль направления 5. Возникающая в стержне намагниченность будет направлена в ту же сторону, что и внешнее поле. В результате поле внутри стержня:

Bo + Be = Bo + lk>J-Теперь мы можем определить напряженность поля внутри стержня:

10 Но


Во, Но

Рис. 1.3. Вычисление поля в веществе

Магнитная индукция внутри стержня:

Теперь ясно, что характеризует магнитная проницаемость. Она показывает, во сколько раз усиливается поле в магнетике.

что магнитные характеристики являются векторными величинами, и будем использовать в расчетах только В, Н, ц.

1.2. Вычисление поля в магнетиках

Пусть имеется однородное поле Bq, созданное в некотором пространстве. Напряженность этого поля:

Яо=--



Внимание! Для понимания последующих глав необходимо, чтобы не возникало никакой путаницы в терминологии. Поэтому запомните, что есть:

а) внешнее поле, которое характеризуется:

- индзтсцией Bq,

- напряженностью Н;

б) поле в магнетике, характеризуюш:ееся: -

- индукцией В;

- напряженностью Н.

Замечание для любознательных. До сих пор мы рассматривали достаточно длинные и тонкие стержни. Это допущение вполне подходит для длинных сердечников, а также замкнутых магнитопроводов. Но встречаются случаи, когда стержень имеет соизмеримые геометрические размеры, к примеру, стержневой сердечник дросселя. В этом случае напряженность поля внутри магнетика и вне его не совпадают:

где Я - так называемое размагничивающее поле, которое полагается пропорциональным намагниченности:

где N-размагничивающий фактор, зависящий от формы магнетика.

Для многих тел простой формы (цилиндры, эллипсоиды и т.д.) размагничивающие факторы определены точно. На основе этих выводов строится расчет параметров индуктивных элементов, выполненных на стержневых сердечниках конечной длины. По ходу книги мы столкнемся с такими электротехническими изделиями.

1.3. Ферромагнетики

Теперь, разобравшись всновных характеристиках магнитного поля, перейдем к рассмотрению магнитных материалов. Нас мало интересуют свойства таких веществ, как диамагнетики (ц < 1) и парамагнетики (ц > 1). У одних проницаемость чуть меньше единицы, у других - чуть больше. Разработчик силовой техники едва ли будет про-



ектировать магнитопровод силового трансформатора из латуни, золота или платины. С равным успехом можно было бы вообще отказаться от магнитопровода, то есть намотать обмотки на пластмассовый каркас.

Нас, как практиков, интересует класс материалов, называемый ферромагнетиками. Ферромагнетики являются сильномагнитными веществами - их намагниченность может до Ю" раз превосходить намагниченность дна- и парамагнетиков!

Как мы знаем, намагниченность слабомагнитных веществ изменяется с напряженностью внешнего поля линейно. К сожалению, намагниченность ферромагнетиков зависит от Я сложным образом. Обратим внимание на основную кривзто намагничения ферромагнетика, изображенную на рис. 1.4. Магнитный момент этого ферромагнетика первоначально был равен нулю, что очень важно. В данном случае в поле до 100 АУм намагниченность возрастает почти линейно, но после 100 АУм наступает так называемое состояние насыщения, когда с увеличением внешнего поля намагниченность уже перестает расти. Этот эффект говорит о нелинейности магнитных характеристик ферромагнетика.

Знас --..........-


100 200 Н,А/м

Рис. 1.4. Кривая намагничения ферромагнетика

Кроме нелинейной зависимости между Н uJ, а следовательно, и между Я и 5, для ферромагнетиков характерно наличие гистерезиса. Давайте подробно рассмотрим это фундаментальное свойство ферромагнитного материала, графически изображенное на рис. 1.5, тем более что позже мы будем постоянно сталкиваться с ним.

Итак, предположим, что имеется нейтральный, то есть полностью размагниченный, ферромагнетик. Мы будем постепенно намагничи-



(0) (1) (2) ( 3 ) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110)