Магнитные цепи

План
1. Основные величины, характеризующие магнитную цепь.
2. Ферромагнитные материалы.
3. Основные законы магнитных цепей.
4. Формальная аналогия между электрической и магнитной цепью.

1. Основные величины, характеризующие магнитную цепь
Магнитная цепь –
это совокупность элементов, возбуждающих магнитное поле магнитопроводов, то есть совокупность ферромагнитных тел, образующих замкнутые пути для создания в определённом объёме электротехнического устройства магнитного поля требуемой интенсивности и конфигурации.

Вектор магнитной индукции

Магнитный поток

Потокосцепление

Напряжённость магнитного поля

Намагниченность

Абсолютная магнитная проницаемость

Относительная магнитная проницаемость

Магнитное поле проявляется в виде силового воздействия на движущеюся заряженную частицу.
При этом направление силы перпендикулярно вектору скорости и вектору магнитной индукции, а её модуль равен
|F|=q·v·B,
где q – заряд частицы;
v – скорость движения;
B – магнитная индукция.

Если проводник образует замкнутый контур с током, то силовое воздействие испытает каждый участок провода.
Для оценки интегрального воздействия используют понятие механического момента сил.
На плоскую рамку с током в магнитном поле действует пара сил – механический момент

2. Ферромагнитные материалы.

ФММ характеризуются кривой намагничивания снимается на специальной установке
(впервые в 1871 г. русский физик А.Т. Столетов)
Кривая намагничивания -
зависимость магнитной индукции В от напряженности магнитного поля Н.
Участок 0-1 почти линейный – отражает зависимости (В/Н) при слабых магнитных полях;
1-2 – квадратичная зависимость – область Рэлея;
2-3 – основной процесс намагничивания материала;
3-4 - рост индукции почти прекращается – окончание процесса намагничивания;
4-5 – область насыщения – процесс намагничивания закончен. Индукция незначительно возрастает из-за возрастания индукции внешнего поля.

Петля гистерезиса (гистерезис –отставание,
процесс размагничивания не идет по кривой намагничивания

Практическое значение петель гистерезиса.
Показать что характеристика В=f(Н) неоднозначна и магнитное состояние материала зависит от его магнитной предыстории, то есть от предыдущего значения В и Н;
Из петли гистерезиса определяются Br (остаточная индукция), Hc (коэрцитивная сила), Bs (магнитное насыщение), Hs.
Параметры частных петель гистерезиса необходимы для расчета магнитных цепей с постоянными магнитами.

Основные ферромагнитные материалы
1. магнито-мягкие материалы (листовая электротехническая сталь).
Применяется: в проводах электрических машин всех типов;
трансформаторах;
силовой коммутационной аппаратуре.
Петля гистерезиса - резко поднимающейся, узкая с относительно малой площадью. Потери из-за гистерезиса минимальные, индукция насыщения Вs велика, а коэрцитивная сила Нс – мала. => легко намагничиваются и размагничиваются.

Основные ферромагнитные материалы
2. Магнито-твердые материалы.
магнитные материалы с широкой петлей гистерезиса.
Создают внешнее достаточно сильное магнитное поле со стабильными параметрами, которые не должны зависеть от различного рода внешних воздействий – ударов, вибраций

специальные магнитные материалы
Прямоугольная форма петли гистерезиса.
Применяется:
в магнитных усилителях;
в устройствах электроники
Обеспечивается четкий переход из одного магнитного состояния в другое от +Вs до –Вs и обратно.

3. Основные законы магнитных цепей

4. Формальная аналогия между электрической и магнитной цепями