Рис. 3. Зависимость эффективной магнитной проницаемости от частоты
4. Зависимость потерь в образце от частоты.
Ранее были приведены выражения для определения потерь в магнитных материалах. Сильнее от частоты зависят потери на вихревые токи (квадратичная зависимость), поэтому их и следует учитывать при построении графика.
Вид этого графика объясняется тем, что при быстром изменении напряженности поля возникают и быстро возрастают с ростом частоты перемагничивания вихревые токи.
Рис. 4. Зависимость потерь в магнитном материале от частоты поля
5. Петля гистерезиса.
Кривая, описывающая зависимость В(Н) при периодическом изменении напряженности магнитного поля, называется петлёй гистерезиса. Магнитный гистерезис обусловлен необратимым изменением магнитных свойств ферромагнетика под влиянием тех магнитных процессов, которым он ранее подвергался. Необратимость процессов определяется процессами зарождения «обратных» доменов, а также «задержками» в смещении границ доменов, вызываемыми различного рода искажениями кристаллической решетки ферромагнетика. При изменении величины магнитного поля обратные домены разрастаются, в результате чего весь кристалл меняет свою намагниченность.
Различие в величинах индукции при одних и тех же значениях магнитного поля обусловлено различием в магнитной истории каждого из последующих циклов. Совокупность процессов постепенного «приспособления» состояния ферромагнетика к изменившимся внешним условиям называется магнитной аккомодацией. Кроме магнитной подготовки, магнитная аккомодация включает процесс последействия, называемый магнитной вязкостью и заключающийся в отставании во времени изменения магнитных характеристик (намагниченности, проницаемости) ферромагнетиков от изменений напряженности внешнего магнитного поля. Вследствие магнитной вязкости намагниченность образца устанавливается после изменения напряженности поля через время от 10 с до десятков минут и более. Причины магнитной вязкости различны для различных групп магнитных материалов и обусловлены: наличием вихревых микротоков (в магнитных материалах с большой электропроводностью: Fe, Co, Ni), диффузией атомов примесей, задерживающих смещение границ доменов, и наличием флуктуации тепловой энергии (в легированных сталях), диффузией электронов (в ферритах), инерцией электронов при намагничивании путем вращения вектора магнитного момента спина электрона (в тонких ферромагнитных пленках при СВЧ).
Рис. 5. Петля гистерезиса ферромагнитного материала
Вывод: в ходе выполнения лабораторной работы были изучены основные свойства металлических ферромагнетиков. Были получены ключевые зависимости: кривая намагничивания, зависимость потерь от магнитной индукции и от частоты, эффективной магнитной проницаемости от частоты, а также кривой гистерезиса. Было выяснено, что магнитная индукция увеличивается сначала почти пропорционально увеличению напряженности магнитного поля, и потом наступает насыщение: увеличение напряженности магнитного поля не приводит к увеличению магнитной индукции. Также следует отметить, что потери в ферромагнетике увеличиваются при увеличении магнитной индукции, причём, при больших значениях магнитной индукции скорость увеличения потерь уменьшается. Поэтому следует использовать ферромагнетики при больших значениях индукции. Потери также увеличиваются пропорционально квадрату частоты магнитного поля, что делает применение ферромагнетиков при больших частотах нецелесообразным. Магнитная проницаемость металлов имеет наибольшее значение в радиочастотной области. Для получения максимального значения магнитной индукции при данном значении напряженности поля, необходимо чтобы это поле было частотой из радиочастотной области.
“Исследование магнитных свойств низкочастотных
магнитомягких материалов”
по дисциплине:
«Материаловедение и материалы ЭС»
Канин М. А.
Владимир 2003г.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.