Relatív permeabilitás - studopediya

Következésképpen, a mágneses mező a ferromágneses mag amplifikáljuk 4000-szer, míg a vákuum.

5.5 példa. Toroidalny mag méretei: külső sugara R = 50 mm, belső sugara r = 20 mm, h magasság = 10mm. Tekercselés seb egy magot, amely egy w = 40 fordulat. Tekercseléssel feszültség U = 0,5 V jelentése F = 1000 Hz. Az átfolyó áram a tekercs I = 0,005A. Számítsuk permeabilitása az anyag, amelyből a mag elhanyagolásával aktív ellenállását a tekercselés és a mag veszteségek, és feltéve, hogy a mag nem telített.

Határozat. A maximális érték a mágneses indukció, azt látjuk, a következő képlet szerint:

A maximális érték a mágneses térerősség:

Relatív permeabilitás:

Megállapítást nyert, kísérletileg, hogy a zökkenőmentes változást a mágneses mező változása a mágneses fluxus miatt előfeszítő történik a szabálytalan határok között, a domének (Barkhausen ugrik). Ábra. 5.12 látható felnagyított nézete egy kis része a hiszterézis-hurok, bekarikázott fokozatos változást a mágneses indukció. A gyűrűs remagnetization ferromagnet egyéni ugrások indukálnak EMF a tekercsben a mágneses zajt.

Az alakja a hiszterézis, értékeit Br és Hc függ kémiai összetétele a mágneses anyag és a gyártási folyamat során. Például, hidegen hengerelt acél jobb mágneses tulajdonságokkal képest acél meleghengerlés. Ugyanakkor a drágább hidegen hengerelt acél melegen hengerelt.

Fent azt is megjegyezte, hogy a fordított energia egy ciklusban remagnetization a mag egyenesen arányos a tér a dinamikus hiszterézishurok, azaz hiszterézis-hurok, hozott egy előre meghatározott frekvenciával. Minél szélesebb a hiszterézis-hurok, és annak megfelelően nagyobb területen, annál nagyobb a veszteség a magban.

A mag veszteség, mágneses veszteségek úgynevezett PM. áll hiszterézisveszteségű Pg (megfordítása), és a veszteségek miatt a örvényáramok PB (Foucault áramok), hogy indukálja egy váltakozó mágneses fluxus a mágneses anyag:

Amikor dolgozik váltakozó mező által okozott veszteségek hiszterézis egyenesen arányos a frekvenciával. Teljesítmény hiszterézisveszteségű (megfordítására) általában által számított tapasztalati képletek, például:

sG ahol - a hiszterézis együttható függően materirala ferromagnet;

f - oszcillációs frekvenciájának a mágneses indukció;

Bm - maximális indukció;

G - tömege a mag.

Az örvényáramú veszteségek négyzetével arányos indukció négyzetével frekvencia és fordítottan arányos az elektromos ellenállás.

Teljesítmény veszteségek miatt légörvény is számítják a tapasztalati képletek, például:

ahol SB - örvényáramú együttható függően ferromágneses anyag lemezvastagság és elektromos ellenállása az anyag.

Amint látható képletű (5,15) a mágneses anyagok alacsony elektromos ellenállás magas frekvenciákon miatt korlátozott a magas által okozott veszteségek nagy nagyságának az örvényáramok. Ahhoz, hogy növelje a villamos ellenállást, a szilícium használt acél ötvöző csökkentésére lemez vastagságát és szigetelve egymástól a lapokat. A gyakorlat azt mutatja, hogy sB együttható négyzetével arányos a lemezvastagság. Ezért csökkentése a lap vastagságát a fő módja annak, hogy a veszteségek csökkentésére a magasabb frekvenciákon.

Úgy véljük, részletesen, mint amelyek az örvényáramú veszteség. A változó mágneses fluxus F (t) az idő indukál EMF indukált a ferromágneses mag. Mivel az elektromos acélból van egy vezeték az elektromos áram, az áramok a magban. úgynevezett örvényáramok vagy Foucault áramok (ábra 5.15, a). Ezek az áramok a hő a mag. Az elektromos fűtés fordítottunk a mag az úgynevezett teljesítmény veszteség örvényáramoktól:

ahol Ic - effektív értéke az örvényáramú, R b - hurok ellenállás, amely lezárja örvényáramú.

Ahhoz, hogy csökkentsék a teljesítmény veszteség örvényáramok okozta vasmagok készülékek működnek váltóárammal, készült szigetelt egymástól lemezek. Szigetelés lemezeken végeznek keresztül lakk vagy papír. Amikor külön örvényáramok ilyen megvalósítás mag van zárva a csak egy lemez (ábra 5.15, b).

Áramlását ugyanazon a lemezen, mint az áramlás a tömör mag csökken n-szer, és a hurok ellenállás növeli n-szer, ahol n - a lemezek számát a magban. Ennek eredményeként az EMF indukált a hurok az egyik lemez csökken n-szer, és az ellenállás az áramkör, ahol a zárt különálló örvényáramok növeli n-szer. Következésképpen, az örvényáram egyetlen lemez csökken N 2-szer képest az örvényáram a tömör mag. Mivel az érték a jelenlegi veszteség lép fel a képlet (5,14) a négyzeten, a teljesítményveszteség csökken egyetlen lemezt 5-n-szer, mint a veszteségi teljesítmény a tömör mag. A teljes teljesítmény veszteség minden n lemezeken -kal csökkent a teljesítmény veszteség a magban egy folyamatos 2 n-szer. Így, azt látjuk, hogy a teljesítmény az izolált maglemezt hatékonyan csökkenti az örvényáramú veszteség.

A veszteségek függ mágnesezettség megfordításának arány. Minél nagyobb a sebesség mágnesezettség megfordítása, annál nagyobb a veszteség. Ezért, a nagyobb a frekvencia a tápfeszültség, a vékonyabb a lemez legyen. A vastagsága a lemezek olyan gyakorisággal egyenlő 50Hz take 0,55-0,5mm és olyan gyakorisággal, a 400 Hz-- 0,1 mm-es vagy annál kisebb, ill.

Ábra. 5.14 ábra két hiszterézis: lassú a mágnesezettség megfordításának (pontozott vonal), és a mágnesezettség megfordításának frekvenciával 50 Hz (folyamatos vonal).

Ha Bm> 1 T. a mágneses veszteség fogja meghatározni

Az a tény, hogy a hálózati veszteség Pg arányos a frekvencia és a teljesítmény a PB - tér a frekvencia, amely lehetővé teszi kísérletek osztani a teljes veszteség a Pg PM és PB. PM ha a méréseket két eltérő frekvencián f1 és f2. de egy állandó amplitúdójú mágneses fluxus sűrűsége nagyobb, mint 1 T.

Hogy értékelje a vas veszteséget frekvenciája 50 Hz igen gyakran nem osztott veszteség Pg és PB. és használja a képlet a teljes veszteség eredő képletű (5,15):

Itt, P1 / 50 - specifikus vasveszteség (W / kg) Bm = 1 T és F = 50Hz. Képlet (5,15) azt mutatja, hogy a vas-veszteség négyzetével arányos a mágneses indukció. Attól függően, hogy az adott minőségű acél veszteség 1,2-5,5 W / kg

5.6 példa. A kapott mágneses mag transzformátor hiszterézisveszteségű és örvényáramok frekvencián legalább 1 kHz és 2 rendre 15 és 50 W-os állandó mágneses indukció B = 1,2Tl. Számítsuk ki a mágneses mag veszteség frekvenciával 5 kHz ugyanazt az értéket a mágneses indukció ..

Határozat. A mag teljes elvesztését a hiszterézis és örvényáramok számítják az alábbi képlet szerint:

Mi határozza meg az állandók és együtthatók a rendszer:

A veszteségek a transzformátor magját frekvenciával 5 kHz egyenlő:

Együtt a hatásos teljesítmény, ha dolgozik acélláncok fogalmát használják meddőteljesítmény vagy mágneses. amely mért Vary. Függése ezt az erőt, valamint az aktuális IP a Bm. nemlineáris. A hivatkozások [8] azt mutatja, a konkrét mágnesező teljesítmény q0 (Var / kg) a mágneses indukció Bm.

A változó mágneses mezők fogalmát használja dinamikus áteresztőképességét. arányt a legnagyobb érték a legmagasabb érték az indukció mágneses mezőt. A növekvő gyakorisága a váltakozó mező mágneses dinamikus permeabilitása következtében csökken a tehetetlensége a mágneses folyamatok.

Az áramkörök AC teljesítménydisszipáció amikor mágnesező tekercset néha értékelni Mágneses veszteség szög tangense. A helyettesítő áramkör a tekercs, ferromágneses mag van képviseletében a sorosan kapcsolt ideális induktivitás L r és egy veszteségmentes impedancia egyenértékű mindenféle veszteségek a ferromágneses anyag (ábra 5.15). A vektor diagramján kapjuk (ábra 5,15 g):

Az inverz tangens mágneses veszteségek, az úgynevezett Q tekercsek adja meg a mágneses mag:

Attól függően, hogy a nagyságát a koercitív erő korlátozására hiszterézis-hurok mágneses anyag van osztva lágy-mágneses (Hc <4 кА/м, ) и магнитотвердые (Hc> 4 kA / m). A legkisebb érték a kényszerítő erő mágneses anyagok 0,4 A / m, és a legfontosabb a mágneses anyagok 800 kA / m. Megjegyezni, hogy a lágy és a kemény mágneses mágneses anyagok nem mechanikusan, és elektromos tulajdonságai mágneses anyagok.

Amint az anyag a mágneses magok működő váltakozó területeken, mágneses anyagokat használnak keskeny hurkot gisterezisa.Oni különböző kis tartalék mágneses energia, alacsony koercitív, a képesség, hogy könnyen lemágneseződik és remagnetized és magas permeabilitású alacsony és középső mezők. Lágy mágneses anyagok gyártásához felhasznált magok (mágneses magok) transzformátorok, álló- és forgórészek villamos gépek, mérőműszerek és elektromos járművek.

Ezzel szemben, a mágneses anyagok széles hiszterézis-hurok és a nagy koercitív erő. Jellemzőjük a nagy kínálat mágneses energia és stabil mágnesezés. Ezek gyártásához használt állandó mágnesek.

A mágneses tulajdonságait ferromágneses anyagok függ a hőmérséklettől. Növekvő hőmérséklettel a amplifikált nyugtalanító hatása hőmozgást atomok, amely hajlamos megtörni az állam a spontán mágnesezettség egy ferromagnet.

A permeabilitás is függ a hőmérséklettől. A hőmérséklet egy bizonyos érték feletti, úgynevezett Curie pontot, a mágneses domének törött és anyagok elveszítik ferromágneses tulajdonságú. A különböző anyagok a Curie-pont van egy másik értéket, amely jellemző a mágneses anyag. Például, tiszta vas, a Curie-hőmérséklet 768 ° C, és a hozzá nikkel 558 ° C-on

Jellemzésére a változások a mágneses permeabilitás, amikor a hőmérséklet változások hőmérsékleti együtthatója a mágneses permeabilitás, amelynek meghatározása, valamint a hőmérsékleti együtthatója más jellemzők:

Amikor a mágnesezettség a mágneses anyag, a változás lineáris méretei és alakja. Ezt a jelenséget nevezzük magnetostrikció. Egy jellemző a magnetostriktív anyag a magnetostrikciós állandó. által kifejezett a következő képlet:

ahol - a növekedés (vagy csökkenés) a hossza L a minta a villamos tér irányában H növekvő térerősség nulláról egy értéket, ami miatt a műszaki telítettség.

A magnetostrikciós konstans lehet pozitív vagy negatív, azaz a minta mérete a villamos tér irányában, amikor a mágnesezettség növekedés és csökkenés egyaránt.