Шпаргалка_М (Шпаргалки)
Описание файла
Файл "Шпаргалка_М" внутри архива находится в папке "shpora". Документ из архива "Шпаргалки", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "материалы и элементы электронной техники" из 5 семестр, которые можно найти в файловом архиве НИУ «МЭИ» . Не смотря на прямую связь этого архива с НИУ «МЭИ» , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "к экзамену/зачёту", в предмете "материалы и элементы электронный техники" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Шпаргалка_М"
Текст из документа "Шпаргалка_М"
1
Магнитная индукция В материала является векторной суммой магнитных индукций внешнего (намагничивающего) поля Вo и внутреннего поля Ввн:
В = Во + Ввн = μоН + μоМ = μо(Н + М), (14.2)
где Вo = μoН — магнитная индукция поля в вакууме;
Ввн = μоМ = = km Вo — магнитная индукция внутреннего поля; μo — магнитная проницаемость вакуума, называемая магнитной постоянной, μo = = 4π •10─7, Гн/м.
Между намагниченностью материала М и напряженностью магнитного поля Н существует зависимость:
M = kmH, (14.3)
где km — магнитная восприимчивость, характеризующая способность материала изменять свой магнитный момент под действием внешнего магнитного поля. В вакууме km= 0.
Объединив выражения (14.2) и (14.3), получим
В = μo Н(1+km) = μo μ Н, (14.4)
где μ = 1 + km или μ = В/( μo Н).
Важной характеристикой магнитных материалов является магнитная проницаемость.
Магнитная проницаемость μ характеризует способность материала намагничиваться; μ показывает, во сколько раз магнитная индукция поля, созданного в данном материале, больше, чем в вакууме
р ис. 14.4. Зависимость обменного интеграла А от отношения постоянной (a/d) решетки а к диаметру d внутренней недостроенной электронной оболочки
Энергия Wн, которая требуется для намагничивания до технического насыщения (единицы объема материала), определяется площадью между кривой намагничивания и осью ординат:
Ми
Wн = ∫μHdM, (14.8)
О
μ н =(1/μo) Lim(B /H ) = (1/μо ) ( mB / mH ) tgαн, (14.10)
Н→0
μ м =(1/μo) Lim(Bμ м /Hμ м ) =(1/μо) (mB / mH) tgαм, (14.10)
Рис. 14.10. К объяснению различных понятий магнитной проницаемости
Рис. 14.11. Зависимость динамической начальной μ_
от частоты для пермаллоев (1—6) и ферритов (7—9):
1 - 81НМА; 2 - 80НХС; 3 - 79НМ;
4 - 50НХС; 5 - 50Н; 6 -50НХС
(толщина образцов 1—5 0,2 мм, образца 6 h = 0,02 мм);
7 — оксифер-2000; 8 — оксифер-1000; 9 — оксифер-400
Потери на вихревые токи обусловлены электрическими токами, которые индуцируют в материале магнитный поток. Эти потери зависят от электрического сопротивления магнитного материала и формы сердечника. Чем больше удельное электрическое сопротивление магнитного материала, тем меньше потери на вихревые токи. Потери на вихревые токи пропорциональны квадрату частоты, поэтому на высоких частотах магнитные материалы с низким электрическим сопротивлением не применяют. Мощность потерь Рвт, Вт/кг, расходуемая на вихревые токи единицей массы, в общем виде определяется формулой
Рвт= ξ ƒ 2 (Bм ) 2, (14.15)
где ξ — коэффициент, зависящий от природы магнитного материала (в частности, от его удельного сопротивления ), а также его формы.
При уменьшении толщины листового металлического магнитного материала потери на вихревые токи снижаются, однако возрастают потери на гистерезис, так как при уменьшении толщины листа измельчается зерно и, следовательно, увеличивается коэрцитивная сила .
Ферриты представляют собой твердые растворы окисла железа с окислами некоторых двухвалентных металлов с общей формулой MeO•Fe2О3.
Рис. 4.6. Логические устройства, реализующие функцию «И». Поясн. см. в тексте
Если свет распространяется параллельно вектору его намагниченности IM, это различие в показателях преломления проявляется во вращении плоскости поляризации линейно-поляризованного света. Этот эффект называется эффектом М. Фарадея. Угол поворота плоскости поляризации ФF пропорционален пути d светового луча в магнитоупорядоченной среде
Ф F = θF * d (5.13)
где θF — удельное фарадеевское вращение — угол поворота плоскости поляризации световой волны на единицу длины магнетика
Редкоземельные феррит-ганаты характеризуются общей формулой R3Fe5O12 и представляют собой окислы с кубической структурой. Ионы О2- образуют плотноупакованную структуру, в пустотах между ионами кислорода размещаются редкоземельные ионы и ионы железа либо частично замещающие их элементы. В структуре граната наблюдаются три вида пустот — додекаэдрические, октаэдрические и тетраэдрические в соответствии с количеством ионов кислорода, окружающих катион металла. В первом случае катион металла окружен восемью ионами кислорода, во втором — шестью, а в третьем — четырьмя. Обычно катионы редких земель занимают додекаэдрические позиции (R3+), катионы железа — октаэдрические (Fe3+) и тетраэдрические (Fe3+). Ионы железа, находящиеся в октаэдрических позициях, формируют октаэдрическую магнитную подрешетку, а ионы железа, расположенные в тетраэдрических позициях, — тетраэдрическую магнитную под-решетку. Между этими ионами железа существует сильное обменное взаимодействие, приводящее к антипараллельному упорядочению магнитных моментов, и потому феррит-гранаты относятся к классу ферримагнетиков. Феррит-ганаты характеризуются высокой прозрачностью в ближней ИК-области спектра. Так, иттриевый феррит-гранат Y3Fe5Oi2 имеет окно прозрачности в области длин волн 1,3-5,5 мкм, и в некоторых образцах коэффициент поглощения не превышал 3-10-2 см-1 в этой спектральной области. При длинах λ > 5,5 мкм наблюдается решеточное положение, а при λ< 1,5 поглощение связано с краем собственного поглощения. При λ > 100 мкм вплоть до СВЧ-диапазона феррит-гранаты обладают высокой прозрачностью, а уровень поглощения в них определяется дефектами кристаллической решетки. Для задачи прикладной магнитооптики основной интерес представляют видимая и ближняя ИК-области спектра.
Ортоферриты относятся к классу антиферромагнетиков с почти полностью скомпенсированными магнитными моментами подрешеток. Ортоферриты описываются общей формулой RFeO3, где R — редкоземельные элементы. В ортоферритах по сравнению с Y3Fe5Oi2 наблюдается аномально большое фарадеевское вращение, хотя намагниченность насыщения в них существенно меньше
Материал | μн | μм | Вs , Тл | Нс , А/м | ρ, мкОм•м |
1 Технически чистое железо (армко железо) 2 Сталь низкоуглеродистая электротехническая нелегированная 3 Электролитическое железо 4 Карбонильное железо 5 Особо чистое железо, отожжен- ное в H2 особенно тщательно 6 Монокристалл чистейшего железа, отожженный в водороде особенно тщательно | 250-400 ─ 600 2000-3000 60000 ─ | 3500- 4500 15000 | 2,18 2,18 2,18 2,18 2,18 ─ | 400-100 | 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 ─ |
Пермаллои: Низконикелевые (Ni~ 40— 50%) высоконикелевые (Ni~79%) Суперпермаллой (состав: Ni~79%, Fe 15%, Мо~5% и Мn~0,5%) | 2000-4000 15000-105 100000 | 600000- 1500000 | 0,79 | 0,3 | 0,45-0,9 0,6 |
Альсифер (сплав оптимального состава: Si 9,6%, А1 5,4%, остальное Fe) | 0,8 | ||||
Магнитодиэлектрики на основе: карбонального железа альсифера молибденового пермаллоя | 10-20 2—94 60-250 | ─ ─ ─ | ─ ─ ─ | ─ ─ ─ | ─ ─ ─ |
Ферриты: никель-цинковые марганец-цинковые | 10-2000* 700-20000* | 40-7000 1800- 3500 | 0,2 0,15 | 1700 28-0,25 | 10-1011 10─3 -20 ом•м |
-
при частоте ƒ = 100 кГц.
кристаллическую решетку ферритов можно представить как состоящую в магнитном отношении из двух подрешеток, имеющих противоположные направления магнитных моментов ионов (атомов). В магнитном феррите намагниченность подрешеток неодинаковая, поэтому возникает суммарная спонтанная намагниченность, а в немагнитном феррите суммарная намагниченность равна нулю.
Технические ферриты представляют собой, как правило, твердые растворы магнитных и немагнитных ферритов. К магнитомягким ферритам в первую очередь относятся две группы ферритов: никель-цинковые и марганец-цинковые, представляющие собой трехкомпонентные системы NiO—ZnO—Fe2O3 и MnO—ZnO—Fe2O3 (табл. 15.5). Немагнитные ферриты добавляют к магнитным для увеличения магнитной проницаемости и уменьшения коэрцитивной силы. Однако при этом снижается температура Кюри.