3.2. Характеристики магнитных материалов

3.2.1. Статические характеристики

Характеристики магнитных материалов, определяемые в постоянных или медленно меняющихся магнитных полях, называются статическими. К основным статическим характеристикам относятся начальная кривая намагничивания, основная кривая намагничивания и предельная симметричная петля гистерезиса.

Начальной кривой намагничивания называется зависимость магнитной индукцииВ от напряженности намагничивающего поляН. В начальном состоянии материал должен быть размагниченным(Н=0,В=0). При достаточном увеличенииН начальная кривая намагничиванияВ(Н) становится пологой (достигает насыщения) (рис. 3.5). Если движение по начальной кривой намагничивания прекратить, достигнув некоторой точкиА(Н₁,В₁,), и плавно изменить напряженность поляН до значения—Н, и обратно, то кривая зависимостиВ(Н) опишет замкнутую петлю, называемуюсимметричной петлей гистерезиса. Каждой точке начальной кривой намагничивания будет соответствовать своя гистерезисная петля. Если верхняя точка гистерезисной петли лежит в области насыщения, то ее форма и размеры будут оставаться неизменными. Такая петля называетсяпредельной петлей гистерезиса (рис. 3.6). Практика показывает, что получить хорошо воспроизводимую начальную кривую намагничивания затруднительно, поэтому вместо нее пользуются близкой к ней по форме основнойкривой намагничивания, которая является геометрическим местом вершины симметричных петель гистерезиса (рис. 3.7).

По основной кривой намагничивания (ОКН) можно построить кривую зависимости относительной магнитной проницаемости от магнитного поля:

(3.13)

3.2.2. Динамические характеристики

Динамическими называются характеристики, определяемые в переменных полях. Они зависят как от материала, так и от условий, при которых производится их определение (от формы образца, от параметров намагничивающего тока, режима намагничивания и т.п.).

Влияние вихревых токов, магнитной вязкости и других процессов деформирует гистерезисную петлю таким образом, что она становится ближе к эллипсу (особенно в области слабых токов и высоких частот). Такая кривая называется динамической петлей. Геометрическое место вершин динамических петель называется динамической кривой намагничивания.

В число основных динамических характеристик входят различные виды магнитной проницаемости и магнитные потери в материале при его намагничивании.

Так, в случае, если динамическая петля имеет форму эллипса, вводят понятие комплексной магнитной проницаемости:

(3.14)

где Ви Н— комплексы эквивалентных синусоид магнитной индукции и напряженности;модуль комплексной проницаемости, который называется амплитудной магнитной проницаемостью;tgd =m₂/m ₁—тангенс угла магнитных потерь.

Эквивалентные синусоиды выбираются такими, чтобы динамическая петля имела ту же форму, что и при реальных магнитной индукции и напряженности, которые, как правило, не являются синусоидами одновременно.

Полные потери на динамическое перемагничивание характеризуются площадью динамической петли. Поскольку динамические характеристики зависят от условий, при которых они определяются, эти условия в каждом конкретном случае должны быть четко оговорены.