2015-07-21
522
Лабораторна робота № 8.
Тема роботи: “ Вимірювання параметрів феромагнітних матеріалів для індуктивних компонентів. ”
I. 
мета РОБОТИ
Вивчення властивостей магнітних матеріалів, набуття навиків визначення основних параметрів магнітних матеріалів. Ознайомлення з основними характеристиками феромагнітних матеріалів для індуктивних компонентів і методикою їхнього дослідження на низьких частотах.
II. ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ
2.1. Феромагнетиком називається речовина з великою позитивною магнітною сприятливістю (до 10 °С), яка сильно залежить від напруженості магнітного поля і температури. Ферромагнетизм, один з магнітних станів кристалічних, як правило, речовин, що характеризується рівнобіжною орієнтацією магнітних моментів атомних носіїв магнетизму.Речовини, у яких встановився феромагнітний порядок атомних магнітних моментів, називають ферромагнетиками.
2.2. Термін «магнетики» застосовується до всіх речовин при розгляді їхніх магнітних властивостей. Ступінь намагнічення магнетика характеризується магнітним моментом одиниця об'єму. Цю величину називають намагніченістю і позначають J. Вона являє собою магнітний момент одиничного обсягу. Намагніченість є величиною векторною. Вона зростає зі збільшенням індукції В (чи напруженості Н) магнітного поля.
|
|
|
Магнітний гістерезіс - явище залежності вектора намагнічування та вектора напруженості магнітного поля у речовині не тільки від прикладеного зовнішнього поля, але і від попередніх впливів на зразок. Магнітний гістерезіс загалом проявляється у феромагнетиках - Fe, Co, Ni та сплавах на їх основі. Саме магнітним гістерезісом пояснюється існування постійних магнітів.
2.3. Залишкова магнітна індукція - магнітна індукція феромагнітної речовини при напруженості магнітного поля, що дорівнює нулю, в умовах циклічного перемагнічування залишкова магнітна індукція визначається точкою перетину петлі гістерезісу з вісю магнітної індукції феромагнетика. Зазвичай залишкова магнітна індукція позначається як Br.
Коерцитивна сила - таке розмагнічуюче магнітне поле напруженістю, яке необхідно прикласти до феромагнетика попередньо намагніченому до насищення, щоб довести до нуля його намагніченість або індукцію. Позначається як НС. Температура Кюрі - температура, вище якої речовина-феромагнетик втрачає намагніченість. Якщо нижче цієї температури магнітні моменти атомів речовини співнаправленні і вона володіє магнітними властивостями у відсутності зовнішнього магнітного поля, то выще її через сильні теплові коливання впорядкованість порушується і магнетизм зникає, речовина стає парамагнетиком.
|
|
|
1. Статистична магнітна проникність:
μ=В/μ0•Н
де В - індукція, Н – напруженість магнітного поля
2. В області намагнічування феромагнетика для магнітної проникності виконується емпірична формула Релея:
де 
-початкова магнітна проникність при 
-постійна залежність від природи матеріалу.
3. Початкова магнітна проникність:
, при 
А/м.
4. Диференційна магнітна проникність:
5. 
- кут магнітних втрат, кут відставання індукції від напруженості магнітного поля:
, де 
активний опір
2.5. Феромагнетизм - магнітновпорядкований стан макроскопічних об'ємів речовини (ферромагнетика), у якому магнітні моменти атомів (іонов) паралельні та однаково орієнторовані. Ці об'єми - домени - володіють магнітним моментом Ms навіть при відсутності зовнішнього намагнічуючого поля. Для феромагнетиків у зовнішньому магнітному полі властиві: нелінійність кривої намагнічування та магнітний гістерезіс при перемагнічуванні. Значення Ms максимальне при Т = 0К, при збільшенні температури Ms зменшується та переходить у нуль в Кюри точці, вище якої речовина стає парамагнітною.
2.6. Температурна залежність магнітної проникності феромагнетика.
Характер цієї залежності є неоднаковим для магнітної проникності, виміряної в слабких і сильних полях (рис.1). Для початкової магнітної проникності µн спостерігається максимум при температурі дещо нижчій за точку Кюрі. В той же час температурна залежність магнітної проникності, що відповідає сильним магнітним полям, якісно повторює температурні зміни намагніченості насичення(рис.2)
Збільшення µн при підвищенні температури пояснюється зменшенням констант магнітострикції і магнітної кристалографічної анізотропії, тобто при нагріванні феромагнетика послаблюються сили, що протидіють зміщенню доменних границь і повороту магнітних моментів доменів. Високотемпературний спад магнітної проникності пов’язаний з різким зменшенням раптової намагніченості доменів.
