Основные характеристики магнитных материалов

Статические хар-ки определяются экспериментально при помещении магнитного материала в постоянное поле. Они зависят только от свойств материала и технологии его обработки.

Динамические характеристики также определяются экспериментально, но при перемагничивании образцов магнитных материалов в переменных магнитных полях. Однако, в отличие от статических характеристик, они зависят также от частоты переменного магнитного поля, формы кривой изменения во времени индукции и напряженности магнитного поля, размеров и формы образца.

Статические характеристики магнитных материалов

Н аиболее полно свойства магнитных веществ и материалов характеризуют зависимость магнитной индукции от напряженности магнитного поля . Поэтому основными характеристиками магнитных материалов являются основная и начальная кривые намагничивания и предельная петля магнитного гистерезиса. Если полностью размагниченный образец поместить в медленно нарастающее от 0 магнитное поле, то образец будет намагничиваться. Его магнитное состояние будет изменяться в соответствии с кривой намагничивания (кривая 1 на рисунке 2.1). Если намагниченный таким образом образец начать перемагничивать, медленно изменяя напряженность магнитного поля от плюс Н_max до минус H_max и обратно, то индукция в образце будет изменяться по кривой, получившей название петли магнитного гистерезиса. Петля, максимальное значение намагниченности образца для которой соответствует намагниченности технического насыщения материала и форма и размеры которой не изменяются при дальнейшем увеличении Н_max, называется предельной петлей магнитного гистерезиса. Индукция В_r, сохраняющаяся в магнитном материале после намагничивания его до насыщения и уменьшения напряженности магнитного поля до нуля, называется остаточной индукцией (точка "б" на рисунке 2.1). Значение напряженности магнитного поля Н_С, необходимое для изменения магнитной индукции в материале от В_r до нуля, называют коэрцитивной силой (точка "в" на рисунке 2.1).

Вершины симметричных петель гистерезиса, получаемых при последовательно возрастающих Н_max, имеют своим геометрическим местом кривую, называемую основной кривой намагничивания (рисунок 2.2,а). Основная кривая намагничивания практически мало чем отличается от начальной кривой намагничивания, а поскольку ее можно сравнительно просто измерить с более высокой точностью, то на практике чаще пользуются основной кривой намагничивания.

Динамические характеристики магнитных материалов

Динамическими характеристиками магнитных материалов называют характеристики, получаемые в переменных магнитных полях, когда время установления напряженности поля становится соизмеримым с временем перемагничивания исследуемого материала. При перемагничивании образцов магнитных материалов переменными магнитными полями в образцах возникают вихревые токи, создающие свои магнитные поля, которые направлены противоположно вызвавшему их полю. В результате напряженность намагничивающего поля в образце уменьшится. Наряду с этим, вследствие магнитного поверхностного эффекта, в сечениях образца, перпендикулярных направлению вектора напряженности намагничивающего поля, распределение магнитной индукции и напряженности поля будет неравномерным. Поэтому при измерении динамических характеристик приходится говорить об усредненных по сечению образца значениях магнитной индукции и напряженности поля. Так как вихревые токи зависят от размеров и формы образца, его электрического сопротивления, а также частоты и закона изменения во времени намагничивающего поля, то и динамические характеристики, определенные для данного образца, будут зависеть не только от свойств магнитного материала, но и от указанных факторов. Кроме того, при перемагничивании образца переменными магнитными полями в нем наблюдается зависимость реакции магнитного материала на приложенное магнитное поле от длительности его воздействия – магнитная вязкость и некоторые другие эффекты. Таким образом, динамические характеристики являются характеристиками конкретного образца из данного магнитного материала при конкретных условиях намагничивания (перемагничивания).

С войства образцов магнитных материалов, перемагничиваемых переменными магнитными полями, характеризуются набором динамических характеристик и параметров, аналогичным статическим характеристикам. Однако сами динамические характеристики существенно отличаются от статических.

Изменение индукции внутри магнитного образца при намагничивании его переменным магнитным полем происходит в соответствии с кривой, которая называется динамической петлей (кривые 2, 3 на рисунке 2.3). Так как при намагничивании образца переменным магнитным полем энергия этого поля расходуется на только на преодоление потерь, связанных с магнитным гистерезисом, но также и на потери, обусловленные влиянием возникающих в образце вихревых токов, то энергия, необходимая для перемагничивания образца в переменном поле, будет больше энергии, необходимой для его перемагничивания в постоянном (квазипостоянном) поле.