Mágneses tulajdonságok ferromágneses anyagok
Mágneses tulajdonságok ferromágneses anyagok. Felmágnesezés.
Ferromágneses anyagok villamosmérnöki van a legmagasabb prioritást.
Ha a mágneses mező teszi ferromanetik. a mágneses fluxussűrűség ott jelentősen megnő, és az anyagot mágnesezve. A folyamat lényege a következő. Ferromágneses területén áll kisebb spontán mágnesezett tartományok, amelynek térfogata mintegy 10 -8 cm 3 (Fig.36).
A mágnesezett régiók is képviselteti formájában elemi bipoláris dipól, amely mágneses teret az összekapcsolt kapcsolási erők. A mágneses erők ezeken a területeken okozta elemi elektromos áram keletkezik elsősorban eredményeként forgási elektronok saját tengelyük körül. Hiányában egy külső mágneses mező egy ferromágneses test mágneses erők kompenzálják egymást, azaz, a teljes mágneses mező nulla test. Hatása alatt a külső területeken, ezek az elemi mágnesek úgy vannak tájolva mentén területén (csuklós), ezáltal az egyik oldalon, a test, ami egy egypólusú, míg a másik - a másik pólus. Így a szervezet maga válik polarizált, és létrehozza saját mágneses mezőt.
A növekvő mennyiségű külső területen orientált elemi mágnesek nagyobb lesz, ami növeli a belső területen. Az alábbi ábrán a görbe szórása a mágnesezettség J test függően változik külső térerősség H.
A ábra37 ábrán vázlatosan a mágnesezettség a ferromágneses mag. A növekvő áram a tekercs arányos a mágneses mező erőssége növekszik ?? I.
Ha a fajlagos értékei H intézkedés vagy kiszámítja a megfelelő értékek a mágneses indukció B, lehetőség van arra, hogy ábrázoljuk a kezdeti mágnesezettség a ferromagnet, azaz B = f (H), amint az ívelt rész ris.37b 0-1.
Az állomáson 0-1 egyre növekvő intenzitással H, a mágneses indukció B. megnő, mert a mágneses pillanatokban a domének korábban véletlenszerűen orientált, figyelembe az irányt a külső mágneses tér. Ezután, mivel a belső mágneses mező a mágneses indukció erősítés csökken, és teljesen leáll a továbbiakban, azaz mágneses telítési állapot akkor lép fel (az 1. pont után). Bs-mágneses telítési indukció.
Felmágnesezés J test - mennyiség jellemző a mágneses mező a ferromágneses test miatt annak polarizációját. Felmágnesezés ugyanazok a méretei, mint a mágneses térerő, azaz A / m. mágneseződése a szervezet nem képes növelni a végtelenségig. Ha a spontán mágnesezettség iránya a mező minden ponton egybeesik az irányt a külső tér. a mágnesezettség a test eléri a határértéket ??. nevezett telítési mágnesezettség (38. ábra).
A nemlineáris jellege a mágnesezettség görbe azt mutatja, hogy a mágneses permeabilitás ferromágneses anyagok nem állandó, és attól függ, hogy az intenzitás a mágneses mező.
Amikor egy előre megadott intenzitással H a külső mágneses mező a mágneses indukciós közeget ferromágneses
A ferromágneses közegben, hogy az indukciós a külső mező (B0) adunk a további mágneses mező indukciós J. Ennek megfelelően, az eredményül kapott mágneses indukció
Másrészt, a mágneses fluxussűrűség társított mágneses mező intenzitásának arányát
Ami azt jelenti, hogy
A Fig.39 által gyártott az összegzése a görbék a mágneses indukció a külső tér (μ0 H) és a mágneses mező indukciója a belső test (μ0 J). Összecsukható ordináta funkciók μ0 H μ0 J és szerezzen egy új funkciót, amely az úgynevezett mágnesezési görbe.
A mágnesezési görbe lehet bontani három jellemző régió:
Oa résszel, amelyen a mágneses indukció növeli szinte arányos a térerősség;
Telek ab, ahol a növekedés lelassul, a mágneses indukció;
Telek B pont. ahol van egy enyhe növekedés indukció.
Minden ferromágneses anyagnak a mágnesezési görbéje.
A nemlineáris jellege a mágnesezettség görbe azt mutatja, hogy a mágneses permeabilitás ferromágneses anyagok nem állandó, és attól függ, hogy az intenzitás a mágneses mező.
Egy hasonló függés H a mágneses permeabilitás, ahol a kezdeti értéket a H = 0 μ0, és amely a végső szakaszában a változás hajlamos aszimptotikusan azonos μ0. Egy példaszerű grafikon μ H ábrán látható. b.
7. CIKLIKUS megfordítása. Hysteresis.
Ha megteszi a ferromágneses test a demagnetizált állam és megkezdi mágnesezés, azaz növeli a jelenlegi a tekercsben (Fig.41 a), amíg az indukciós eléri a maximális értéket, akkor lehetséges a görbe B (H), az úgynevezett kezdeti mágnesezési görbe (ábra. 41 b).
Ha a redukáló áram a tekercs, azaz csökkenti az erejét a külső mező, a görbe lesz található kissé meghaladja a mágnesezési görbe. Így, a lemágnesezési görbe különbözik a mágnesezési görbe. Lemágnesezése a mag, mivel késik képest csökkenő térerősség. Ezt a jelenséget nevezzük hiszterézis (lag). Ábra. 41 b azt mutatja, hogy amikor lemágneseződik amikor a térerősség H = 0, mágneses indukció test megtartja valamilyen érték B0. úgynevezett mágnesességet.
Annak érdekében, hogy a fluxussűrűség nullára test (hogy eltávolítsuk a maradék indukciós vagy lemágnesezést a mag), meg kell változtatni az irányt a külső tér (az irányt áram a tekercs).
A nagysága a mágneses térerősség (Hc) szükséges eltávolítására remanencia, koercitív nevezzük. Ha növeljük a térerősség által nagyobb mennyiségben Hc. a fluxus növekedni kezd, de a különböző polaritású, tehát ismét lesz a mágnesezési folyamat. Egy bizonyos mágneses indukció térerősség eléri a maximális értéket (-Vmax), amelynél a telítési mágneses test. Így, megváltoztatja a tekercs áram nagyságát és irányát, lehetőség van arra, hogy adatokat szerezzen építésére egy zárt görbe B = f (H), amely az úgynevezett mágneses hiszterézis-hurok. Az alábbi ábrán a görbe jellemző ciklikus mágnesezettség megfordításának folyamat befejeződött (ábra. B).
Curve gyűrűs mágnesezettség megfordításának nevezzük hiszterézis-hurok. A gyűrűs mágnesezettség megfordításának egy adott frekvencián ferromágneses anyagok felmelegszik, jelezve, hogy fordítsuk némi energiát a mágnesezettség megfordításának.
Nagysága ezeket az energia veszteség annál nagyobb, minél nagyobb a területre, amelyet az hiszterézishurok.
8. ferromágneses anyagok
Ferromágneses anyagok vannak osztva lágy és kemény.
A mágneses anyagok, amelyet gyors mágnesezettség és alacsony Hc.
Az erő, amely a vezető
A többi érték a szög α erőt határozza meg a képlet
ahol ?? - a nyúlvány a szegmens ?? merőleges irányban, hogy az irányt a vektor V.
Az irány az elektromágneses erő mindig merőleges a síkra, amelyek ellen a huzal és a vonalak a mágneses indukció, és célszerű meghatározni a szabály bal keze.
Ha az áramvezető hatása alatti erőtérben költözött távolságban x (Fig.46 b), a végzett munka terén ?? Mivel ??. B S = O, α = 0, akkor a 90
Így a munka a mozgó áramvezetőből változatlan homogén mágneses mező megegyezik a termék a jelenlegi egy vezetőben keresztezi mágneses fluxust.
Az inhomogén mágneses mező munkája
b) A vonóerő az elektromágnes
Tervezési vontatási elektromágnesek változatosak, és függ a szándékolt felhasználás. De ezek mind olyan területen kanyargó vasmag, amely két részből áll - egy fix és egy mozgó rész 2. A mozgó mágneses mag (horgony) a mágnesezett
egy mágneses mező tekercset és egy aktuális vonzódik a rögzített részt egy erő (Fig.47)
ahol B a mágneses indukció, S - keresztmetszeti terület pólusú.
Így a tekercs magját, amelyen keresztül az áram, mindig vonzza a horgony. Egy ilyen készülék az úgynevezett egy elektromágnes.
Elektromágnes használt mérőműszerek, relék, mágneses előételek, automaták és mások. Devices. Ezek széles körben használják az emelésre. Súlya elektromágnesek lehet akár több tonna.
A mágneses fluxus így eléri a maximális értéket erre elektromágneses rendszer, mivel a légrés a mag és az armatúra csökken. és a mágneses ellenállás kisebb lesz.
c) Egy töltött részecske olyan mágneses mezőben
Hatásai mágneses terek töltött részecskék mozgó van a vezeték, például vákuumban, szokásosan alkalmazott, a szakterületen. Példák a fókuszáló és elmozdulás az elektronsugár a katódsugárcső televíziók, oszcilloszkópok, elektronmikroszkóp és gyorsítók, stb
Ahhoz, hogy meghatározzuk a ható erők egy részecske töltés q, mozgó egyenletes mágneses mező merőleges a mágneses indukció B lehet
használja a képlet ?? = ??. Helyettesítsük benne ?? és ??. akkor megkapjuk
Ebben az esetben ?? szerint a bal oldali szabály merőleges irányban a mágneses indukció és a sebesség a részecske. Ismert a mechanika, hogy az állandó érték egy erő merőleges a sebesség, a test (részecske) mozog a körön ?? = ?? síkban irányára merőleges mágneses erővonalak. A szögsebesség (forgási) van ?? .
Az elektromágneses ható erő egy áramvezető ?? .
Ez is képviselteti magát az összeget ?? az erők, amelyek hatnak az egyes elektronok, amelyek a mozgás iránya az áramvezető
ahol ne = q az a szám, a villamosenergia-egységnyi térfogatú a vezetőrúd (n = N / V ??),
?? térfogatú vezeték, ahol a mellékelt töltés q,
S = keresztmetszete a hengeres vezeték és ?? teljes hosszában,
A ható erő egyetlen elektron. ?? azaz ható erő az elektronok arányos a mágneses indukció és sebességét a részecskék mozgásának.
Az irány ez az erő határozza meg a bal kéz szabályt. A négy ujj hosszabbítani, úgy kell irányítani, az ellenkező irányba a mozgás az elektron.
10. Elektromágneses indukció
A törvény az elektromágneses indukció és Faraday-törvény elektrotechnikai egyik fő. Ez a jelenség abban áll, az a tény, hogy az elektromosan vezető áramkör által gerjesztett indukciós EMF, ha a mágneses fluxus. párosulva ez az áramkör. megváltozott.
Alapján ezt a jelenséget hoz létre és működtet elektromos generátorok és motorok, transzformátorok, rádió adó-vevő (TV) és még sokan mások. Ez a törvény előírja, hogy a tanulmány az elektromos áramkörök AC. Előzenekar Michael Faraday 1831-ben.
A karmester AB, mozgó hatására mechanikai erő FMH balról jobbra a B mágneses indukció (foglalkozott velünk a rajz), hogy metszi vonalak mágneses indukció, az indukciós elektromotoros erő keletkezik. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a szabad elektronok a vezető AB
együtt mozog vele sebességgel V V - relatív sebességét a vezeték és a mágneses mező (Fig.48).
Minden elektron Lorentz-erő
egy vezetőt, amely arra irányul mentén felfelé irányban (megfelelően a bal oldali szabály). Befolyása alatt ez az erő az elektronok átkerülnek a felső végén a karmester, amely létrehoz egy negatív töltés felesleg, és a másik végén a vezeték van kialakítva az azonos nagyságrendű pozitív töltést. Töltés szeparáció a vezetőben ad okot, hogy egy elektromos mező, vagyis a töltött részei árambevezetőt a Coulomb-erő (??), már lefelé irányulnak, azaz, szemben a Lorentz-erő.
Töltés szeparáció a vezetőben végződik egyenlőségét elektromágneses és a villamos energia, azaz ha Fl = Fk. Egyenlőség azt jelenti, hogy erők végei között a karmester AB létrehozott VA -VB potenciál különbség.
Tegyük fel, hogy a gumiabroncs gördülési amelyen AB vezető fém, és egymáshoz egy ellenállást R. Ezután a képződött zárt hurok (áramkör), ahol a (második) egy potenciális különbség ?? Ez lesz az elektromos áram I.
Ami azt jelenti, hogy az indukciós EMF
Szögben α ≠ 90 0 ebben a képletben, ahelyett, teljes sebességű vezetett be a vetítési irányt merőleges a mágneses fluxus ??. majd kiderül általános képlet
Ha α = 0, azaz, mozgás közben a karmester nem metszi a mágneses erővonalak. mintha, csúszik a vonal mentén az erő, az indukciós elektromotoros erő nulla.
Ha a zárlati mozgó vezetőben mágneses teret R ellenállással, az indukált elektromotoros erő hurok jön létre a jelenlegi I. Ez az áram kölcsönhatásba lép a mágneses mező okozza visszatartó erejű Fm ellenbevonat okoz elektromotoros erő, - és ez a megnyilvánulása a szabályokat, vagy Lenz-elv. És az a képlet az elektromotoros erő szükséges, hogy egy mínusz jel
A vezetékhossz ℓ, mozgó merőleges erővonalak (α = 90 0) v sebességgel, túlnyúlik az elemi dt időintervallum dx útját. majd
Ha a mágneses mező egy tekercs menetszáma N, aktív hossza huzal ?? ahol ℓsr - az átlagos hossza egy fordulattal.
Az indukált elektromotoros erő a tekercs
Ábra. egyértelmű, hogy ?? Másfelől, a B DS = dF. majd
A utóbbi kifejezés azt mutatja, hogy az indukált elektromotoros erő arányos a változás sebessége dF / dt adatfolyam.
Ez a változás a flow egyaránt előforduló irányába növekedés (dF> 0, a mágnest helyezünk a tekercs), és abba az irányba, csökkenő áramlási (dF 0) egy önindukciós EMF megakadályozza, hogy a növekedés a jelenlegi. Ilyen EMF úgynevezett protivoed az. Amikor csökkenti a hurokáram (di / dt