4.9. Магнитная проницаемость
В технике используется несколько десятков видов магнитной проницаемости, используя конкретные значения В и Н. Абсолютная проницаемость а=В/Н. Относительная проницаемость=1/μо*В/Н. Зависимость=F(H) показана на рис 4.1.9б
рис.4.1.9,б
Начальная μ.нач и максимальная μмакс проницаемости являются частными случаями нормальной проницаемости (слово “нормальная” принято опускать).
μнач=lim[В/(μоН)]; μмакс =Вмакс/(μОНмакс) (4.1.4)
При одновременном воздействии на магнитный материал постоянного Но и переменного Н~магнитных полей и, обычно, при условии Н~<<Но, вводят понятие дифференциальной проницаемости μдиф.
Зависимость =F(T). Характер этой зависимости различен в слабых, средних и сильных полях. Для μнач при температуре Т несколько ниже Тк наблюдается четко выраженный максимум (рис. 4.1.10).
рис. 4.1.10
Н1 на рис. соответствует μнач, Н4 — области насыщения. Возрастание μнач объясняют тем, что при нагревании облегчается смещение доменных границ и поворот векторов намагниченности доменов, главным образом из-за уменьшения констант магнитострикции и магнитной анизотропии. Уменьшение μнач при высоких температурах связывается с резким уменыпением спонтанной намагниченности доменов.
4.10. Потери в магнитных материалах
В переменных полях площадь петли гистерезиса увеличивается за счет потерь гистерезис Рг, потерь на вихревые токи Рв и дополнительных потерь Рд. Такая петля гистерезиса называется динамической, а суммарные потери полными или суммарными.
Потери на гистерезис, отнесенные к единице объема материала (удельные потери)
Рг Дж/м3-fHdB. (4.1.5)
При перемагничивании с частотой f (Гц)
рг ,Вт/кг-((HdB)/Y. (4.1.6)
где у — плотность материала, кг/м3Потери на вихревые токи для листового образца
Рв, Вт/кг=1,64d²f²B²max/УР . (4.1.7)
где Bmax—амплитуда магнитной индукции, Тл; f—частота переменного тока, Гц;d—толщина листа, м; у—плотность, кг/м3; р—удельное электросопротивление, Омм.
Дополнительные потери или потери на магнитную вязкость (магнитное последействие) обычно находят как разность между полными потерями и суммой потерь на гистерезис и вихревые токи
Рд=Р-(Рг+Рв). (4.1.8)
Магнитная вязкость зависит от времени действия магнитного поля. При включении поля Н она быстро достигает значения J1, а затем со временем возрастает в соответствии с формулойJn(t)=Jn0(1-e-t/T0) гдеJn0-намагниченность при t∞; т—время релаксации.
рис. 4.1.11
На рис. 4.1.11 показана зависимость напряженности магнитного поля и намагниченности от времени действия магнитного поля.
Рис.4.1.12
В магнитотвердых магнитных материалах время магнитной релаксации может достигать нескольких минут. Такое явление называют сверхвязкостью. Тангенс угла магнитных потерь часто используют для характеристики работы магнитных материалов в переменных полях. Его можно выразить через параметры эквивалентной схемы, показанной на рис. 4.1.12
Эквивалентную схему замещения катушки с сердечником из магнитного материала можно представить в виде последовательной схемы из индуктивности и активного сопротивления. Пренебрегая собственной емкостью и согпротивлением обмотки катушки получим
tg6=r/(wL). (4.1.10)
В этом случае активную мощность можно подсчитать по формуле
Pa=I²wLtg6,. (4.1.11)
Величину, обратную tg, называют добротностью сердечника.