Попов В.С., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники (1972), страница 14

Кремний улучшает свойства технического железа: увеличивает магнитную проницаемость, уменьшает коэрцитивную силу, уменьшает потери от гистерезиса, увеличивает удельное электрическое сопротивление, а следовательно, уменьшает вихревые токи (см: 3 3-18) и связанные с ними потери. Стали с низким содержанием кремния имеют низкую магнитную проницаемость, большую индукцию насыщения, большие удельные потери энергии. Эти стали применяются при постоянном и переменном токах низкой частоты, .Т дукции В, к максимальной индукции В„, которое (В/В'„~ достигает значения 0,95 — 0„99.- Ф е р р и т ы — это ферромагнитные материалы, получаемые керамическим методом из смеси мелких пороШков окислов железа, цинка, никеля и других элементов.

После прессования и обжигания получаются сердечники нужной формы. Ферриты имеют очень большое удельное сопротивление, и, следовательно, потери на вихревые токи очень малы, что позволяет приме- в нять их при высокой частоте. Никель-цинковые ферри- ты, получаемые путем термин„ вгг ческого разложения солей, называются оксиднымн ферромагнетиками нли о к с и ф ер а м н, цо магнитным свойствам они близки к ферритам.

Ферриты н окснферы весьма разнообразны по своим магнитным свойствам, а следовательно, и по применению Ряс. 3-1з. прямоугольная петля (магнитнотвердые, магнитногногарсаиса. мягкие, с прямоугольной петлей гнстерезиса и др.)г Мавн итодиэлр„ктр ики — это материалы, получаемые нз смеси ферромагнитного порошка с диэлектриком, например поливинилхлоридом, полиэтиленом. Смесь формуется, прессуется н запекается. Ферриты н магнитодиэлектрики широко применяются для сердечников трансформаторов различного назначения, для сердечников аппаратуры проводной и радиосвязи, 'в вычислительных устройствах, в автоматике и т.

д. В частности, широко применякггся кольцевые сердечники из феррнтов с ррямоугольной петлей, обладающие свойством намагничиваться до насыщения при импульсе тока и затем длительно сохранять остаточную индукцию. б) Магннтнатаердме матарнаям Магнитнотвердые материалы характеризуются большой коэрцнтивной силой, большой остаточной индукцией и поэтому используются для изготовления постоянных магнитов самого различного назначения. К этим материалам относятся: углеродистые, вольфрамовые, хромистые, .кобальтовые стали, коэрцитивная сила которых ~5000 — 13 000 А/и, а остаточная индукция 0,7 — 1 Т. Они обладают ковкостью, поддаются прокатке и механической обработке.

К магнитнотвердым материалам относятся также , сплавы с различным содержанием железа, алюминия, никеля, кремния, кобальта, известные под названиями: альнн, альниси, альиико, магнико и др., обладающие луч. шими магнитными свойствами, чем указанные выше материалы. Их козрцитивная сила 20 000 — 60000 А/м, а остаточная индукция 0,2 — 2,25 Т. Магниты нз зтих сплавов изготовляются отливкой и обрабатываются только шлифованием.

Металлокерамические магниты получаются спеканнем порошков из сплавов альни и альнико. 3-Ю. Магнитная цепь и ее расчет Магнитная цепь — это устройство из ферромагнитных сердечников, в которых замыкается 'магнитный поток. Применение ферромагнетиков имеет целью получение наименьшего магнитного сопротивления (3-21), прн котором требуется наименьшая м. д. с. для получения нуж-.

ного магнитного потока. Простейшая магнитная цепь — зто сердечник кольцевой катушки (рнс. 3-11). Применяются магнитные цепи иеразветвленные и разветвленные, отдельные участки которых выполняются из одного или из разных материалов. Расчет магнитной цепи состоит нз определения м. д. с. по заданному магнитному потоку, размерам цепи и ее мате иалам.

ля расчета цепь делят на участки 1,„ /т и т. д. с однородным полем, определяют магнитную индукцию В = Ф/В на каждом из них и по кривым намагничивания (рис. 3-18) находят соответствующие напряженности магнитного поля. Напряженность поля в воздушном зазоре нли неферромагнитном материале Н, = В /р, 0,8. 10 Ве (3-22) где Н выражено в амперах на метр, а Вч в теслах, или Н, = 0,8 В„если Н, выразить в амперах нн сантиметр, а В, — в гауссах, По закону полного тока сумма магнитных напряжений аа отдельных участках равна М, д, с., т.

е. НА+ На/а+ Но(о+ ° ° ° = /ш Пример 3-6. Сколько витков надо наложить на сердечник (рис. 3-20) для получения магнитного потока 47 10 е Вб при токе обмотки 25 А. Верхняя часть сердечника выполнена из стали ЭЗЗО, а нижняя — нз литой стали. Первый из трех участков нз стали ЭЗЗО имеет длину !г = 56 см, сечение Вг = 36 ем'! второй — из литой стали 1=- 17 ем и Яз = 48 смз; третий участок — воздушный зазор (е —— ' = 0,5 2 = 1 см, сечение Зе = 36 смз. Решение.

Магнитные индукции иа первом, втором н третьем участках: Ф 47 1О а Вг= с — — 36 !(1 з — — 1,3 Т! 1 Ф 47 ° 104 В = — = =098 Т и Га 48 РЗ г Ф В = — =-1,3 Т, в,= По кривой намагничивания для стали ЭЗЗО (рис. 3.18) индукции 1,3 Т соотиетстеует напряженности поля 750 А/м. Магнитное напряжение на первом участке Рис. 3-20. К примеру 3-6, (/ш=Н 1 =750 ° 0,56=420 А. Напряженность поля для второго участка (рис.

3-18) Нз —— 400 А/м. Магнитное напряжение на атором участке Ума=На/а=400 0 17=68 А Напряженность поля и ноздушном зазоре Не=0,8 10з Ве= 0,8 ° 10з ° 1,3=1,04 ° 10е А/м. Магнитное напряжение иа зазоре (/ма=Но/а= ! 04. 10в. 0 01 — 10400 А, Магнитоднижушая сила 7„=(/ш+(/„,+(/„~=4й+68+ !О ° 400=10888 А. Число витков обмотки г'е 10 888 ш=— =436 витков. / 25 3;44. Электромагниты Расположенный вблизи. катушки с током стальной сердечник (рис. 3-21, а) намагничивается и под действием электромагнитных сил втягивается в катушку, стремясь занять положение в середине катушки, при котором магнитное поле будет наибольшим, " Э л е к т р о м а г н и т о м называется устройство, состоящее из намагничнвающей катушки и магнитопровода Рис.

3-21. Электромагниты. а — с рааомкнутым сердечннком', б — с 'замкну. еым сердечннком. (рис. 3-21; б1е подвижная часть которого — якорь 2 притягивается к основной частй магнитопровода 1 с силой Р 4 ° 10бВа5, (3-23 где г — сила, Н;  — магнитная нндукция, Т; 5 — площадь сечения полюсов, ма. Если сердечник электромагнита работает в ненасыщенном состоянии, то изменением тока можно изменять магнитную индукцию, а следовательно, и силу электромагнита Г. Электромагниты нашли широкое применение, например для крепления стальных деталей, в электроавтоматах, реле, тормозных устройствах и т. д. Пример 3-7. Определить силу Р притяжения электромагнита, если аидукпия В = 1,2 Т, а сечение полюсов 200 сма (0,02 мад Решение.

Сила притяжения Гж4 ° 1ОаВа5=4 ° Юа 1,2а 0,02=1,15 ° 10а Н. д-тх. Электромагнитная индукции а) Эвовтродввжтвтав «вва, ваввдвввав в провода При движении провода с постоянной скоростью о с той же скоростью будут перемещаться свободные электроны' и положительные ионы провода. Если провод движется в однородном поле перпендикулярно магнитным , линиям (рис. 3-22), то на каждую заряженную частицу будет действовать электромагнитная сила (2 3-1 и 3-2); направленце которой определяется правилом левой руки. Под действием этих снл электрсны будут перемещаться на один конец провода, создавая на нем отрицательный заряд, а на другом конце провода недостаток электронов вызовет положительный заряд. Разделение зарядов прекратится, если электро~магнитные силы уравновесятся электрическими силами притяжения разно- В именных зарядов. Так, в результате работы электромагнитных сил ц про- Рис.

3-22. Двиитеиие волнике возникает э. Д. с., котоРУю . провода в 'магнитном называют э, д. с. э л е к т р о м а гполе, нитной индукции, асамояв- лвиие — э л е к т р о м а, г и и т н о й и н д у к ц и е й. В этом случае механическая энергия, затраченная на движение проводника, преобразуется в электрическую. Явление электромагнитной индукции было открыто в.1831 г. английским физиком М.

Фарадеем. На концах незамкнутого 'провода напряжение У равно э. д, с. электромагнитной индукции Е, таким образом (1-3); Е=И, но так как Ж =. Ро/е, а сила, действующая на электрон (3 6) Еа = Вое~ то Е,= ВЬ. (3-24) Следовательно, наведенная (индуктированная) в проводе э. д.