Деякі магнітні властивості заліза та його сплавів
Деякі магнітні властивості заліза та його сплавів - розділ Фізика, Магнітний потік На закінчення Ми зупинимося на деяких магнітних властивостях заліза і його Сп.
На закінчення ми зупинимося на деяких магнітних властивостях заліза та його сплавів. Взагалі кажучи, у звичайній практиці ми поки що рідко користуємося залізом у чистому вигляді, застосовуємо його сполуки або сплави. Домішками, що найчастіше зустрічаються, є вуглець (С) і сірка (S); цих домішок позбутися надзвичайно важко.
За останні роки техніка виготовлення хімічно чистого заліза почала розвиватись. Для отримання чистого металу залізо електролітично рафінують, а потім переплавляють у вакуумі для звільнення від водню та інших газів. Отримане таким шляхом залізо має дуже цінні магнітні якості, але поки що порівняно дорого. Нижченаведені цифри втрат на гістерезис (в ергахсм 3 ,на 1 цикл) дозволяють судити про якості вакуумного заліза.
В даний час в електротехніці найбільше широко застосовуються сплави заліза з кремнієм (Si).
У наведеній нижче таблиці у вигляді прикладу того, що в цьому випадку може бути досягнуто, наведені величини втрат на
гістерезис для двох сортів крем'янистого заліза (сплав вакуум-заліза з кремнієм):
Величина втрат на гістерезис для сплавів Fe із Si різко коливається зі зміною вмісту Si, як це ілюструється кривими малюнка 100.
В даний час в електротехнічній практиці найбільш уживані такі сорти крем'янистого заліза: динамічний. що містить 1,7% Si, та трансформаторне, що містить від 3,5 до 4% Si
З інших сплавів особливий інтерес сплави заліза з ніккелем. Обидва ці матеріали окремо маютьвисокими магнітними якостями, в сплаві ж залізо і нвккель дають цілий ряд матеріалів - від практично немагнітних до володіють виключно високими магнітними властивостями. Ці сплави відрізняються ще однією особливістю. Саме, вони у відомих умовах виявляють дуже виражену нестійкість своїх магнітних властивостей. Давно відома немагнітна сталь, що має склад 75% Fe+25% Ni, має за нормальної температури магнітну проникність m=1,4. Охолоджена до -200 ° С вона виявляється сильно магнітним матеріалом і при повільному нагріванні може зберегти свою магнітність при кімнатній температурі. Однак, механічні струси знову призводять до колишньої величини магнітної проникності m=1,4. Аналогічна нестійкість спостерігається і в деяких магнітних сплавів заліза з ніккелем, про що скажемо нижче.
Цікаво простежити зміну магнітних властивостей сплавів, що розглядаються, при зміні вмісту Ni. Характер зміни
показаний малюнку 101.
Тут показано найбільша магнітна проникність як функція відсоткового вмісту нікелю. З цієї кривої видно, що у вузьких межах, близько 78,5% ніккелю, ми маємо різке підвищення магнітної проникності. Сплав в 78,5% Ni+21,5% Fe називається пермаллоєм. Він володіє найвищою магнітною проникністю з усіх відомих матеріалів. ПриН=0,06 гауса m доходить до 90000. Для порівняння властивостей пермалою і м'якого заліза наведені криві на малюнках 102 і 103, з яких випливає, що для отримання однієї і тієї ж індукції у слабких полях пермалою вимагає приблизно в 20 разів меншу силу, що намагнічує.
Однак пермаллою швидко насичується, і при великих індукціях проникність його нижча, ніж у заліза. Цим узначною мірою визначається область застосування пермалою. Зрозуміло, що він може виявитися корисним лише у випадках, коли маємо справу з дуже слабкими магнітними полями. Подібні умови дуже часто мають місце у різних пристроях, що зустрічаються у техніці слабкого струму. Між іншим, стрічки з пермалою з великим успіхом були використані нещодавно для компенсації ємності підводних телеграфних кабелів за способом Крарупа. Як показує досвід, для того, щоб пермалою володів належними магнітними якостями, він повинен бути підданий дуже ретельній термічній обробці. При цьому необхідно ще мати на увазі, що високі магнітні якості пермалою дуже нестійкі, як було зазначено вище. Механічні струси або хоча б тільки великі механічні напруги легко руйнують ту структуру пермалою, яка має цінні для техніки властивості. Таким чином, пристрої, в яких застосовано пермалу, вимагає дуже уважного до себе ставлення та великої обережності при роботі з ними. Зважаючи на таку нестійкість пермалою в деяких випадках йдуть на деяке зниження магнітних якостей, аби мати більш стійкий матеріал. Так, наприклад, останнім часом починають застосовувати сплав із складом 50% Fe+50% Ni.
Ця тема належить розділу:
Магнітний потік
Що робитимемо з отриманим матеріалом:
Всі теми цього розділу:
Загальна характеристика магнітного поля Фарадей, один із творців сучасного вчення про електричні та магнітні явища, своїми відкриттями та досвідченими дослідженнями, а також глибоким аналізом цих явищ вклав фізичне з
Основні визначення та співвідношення У цьому параграфі ми даємо зведення визначень та співвідношень, якими зазвичай користуються при кількісномуопис різних властивостей магнітного поля або, іншими словами, магнітного потоку. Так
Магнітний потік Уявимо собі довільний замкнутий контур і деяку поверхню s, що обмежується цим контуром. Повна магнітна індукція крізь поверхню s, що розглядається, тобто поверхневість
Принцип безперервності магнітного потоку. Досліди Фарадея Фарадею належить заслуга встановлення дуже важливого принципу, що дотримується в усіх випадках існування магнітного потоку. Це принцип замкнутості або безперервності магнітних ліній.
Аналіз дослідів Фарадея Вище ми вказали, що під час своїх дослідів щодо встановлення принципу безперервності магнітного потоку Фарадей дійшов висновку, що, при обертанні магніту навколо його геометричної осі, магнітний
Математичне формулювання принципу безперервності магнітного потоку Отже, ми бачили, що обґрунтування принципу замкнутості магнітного потоку, запропоноване Фарадеєм, викликало цілу низку сумнівів, які досі не могли бути дозволені шляхом безпосередніх експе
Формулювання закону електромагнітної індукції Фарадей, який відкрив у 1831 році явища електромагнітної індукції, у XXVIII серії своїх „Дослідних Досліджень з Електрики” в § 3115 встановлює наступне основне положення: „.
Питання умов тотожності фарадіївської і максвелловской формулювань закону електромагнітної індукції Вказане питання має дуже важливе значення для правильного розуміння того, що відбувається у всіх електромагнітних механізмах. Недостатньо чітке розуміння суті справи нерідко наводило
Індукції Отже, надзвичайно важливо пам'ятати, що два аналізовані формулювання (7) і (8) тотожні лише за умови безперервності та визначеності провідногоконтуру. У разі будь-яких перемикань у
Про перетворення магнітного потоку У всіх без винятку електромагнітних механізмах (динамомашинах, електродвигунах тощо) завжди взагалі, коли ми маємо справу з перетворенням механічної енергії в енергію електричного струму
Механізм перерізування магнітних ліній провідником Грунтуючись на даному в § 11 загальному аналізі основних випадків перетворення магнітного потоку, ми звернемося тепер до питання про механізм електромагнітної індукції струму і покажемо, як належить передбачати.
Перетворення магнітного потоку в трансформаторі Розглянемо тепер явища, що відбуваються в трансформаторі. Тут ми маємо дві обмотки, електрично між собою не пов'язані, намотані на один загальний залізний сердечник. Задля спрощення схем
Роль магнітних екранів Розглянемо тепер деякі приклади магнітного екранування. Принцип безперервності магнітних ліній допомагає нам розібратися в сутності явищ, що відбуваються в цих випадках.
Проблема безколекторної машини постійного струму На закінчення наших міркувань про різні випадки електромагнітної індукції струму займемося питанням про можливість здійснення безколекторної машини постійного струму.
Магнітний ланцюг З викладеного в попередніх параграфах ми знаємо, що магнітний потік завжди проходить по деякому замкнутому ланцюгу. Такий „магнітний ланцюг", або „магнітопровід", є у всякому електром
Лінійний інтеграл магнітної сили Закон магніторушійної сили. Уявімо деяку точку A1 розташовану в магнітному полі (рис. 48).
Наближений вираз закону магнітного ланцюга Необхідно ще раз підкреслити, що співвідношення, що виражається формулами (11) і (12), є абсолютно точним, настільки ж точним, як іаналогічний йому закон Ома. Іноді доводиться зустрічати вказаний
Енергія магнітного потоку Поняття про властиву магнітному потоку енергії є важливим у вченні про природу магнітних явищ. У початковий період розвитку науки про магнітні явища зовсім не приділялося уваги тому середовищу,
Індукції) На початку цього курсу говорилося, що ми мислимо магнітний потік що складається з магнітних ліній, тобто з ряду елементарних (поодиноких) трубок магнітної індукції. Звідси випливає, що н повну ен
Підйомна сила магніту Розберемо кілька прикладів, де отримані нами формули знаходять собі практичне застосування. Розрахуємо як перший приклад підйомну силу електромагніта. Маємо магнітний полюс N
Відривний пермеаметр Виведені співвідношення знаходять, між іншим, застосування в теорії відривних пермеаметрів, тобто приладів, що служать для дослідження магнітних властивостей заліза, Дослідження зводиться до побудови крив
Природа електромагнітної сили Пояснення механічних дій магнітного поля тяжінням магнітних ліній дає можливість дати дуже просте фізичне тлумачення причин виникнення електромагнітної сили, тобто сили
Бічний розпір магнітних ліній Щоб покінчити з питанням про механічні властивості магнітного потоку, зупинимося ще на одному явищі, що супроводжує тяжіння магнітних ліній. З малюнка 59 ясно, що якщо дотримуватися представників
Заломлення магнітних ліній Зупинимося тепер на явищах, що мають місце при переході магнітного потоку з одного середовища в інше, що має інші магнітні властивості (m1¹m2). Коли
Принцип інерції магнітного потоку Загальні аналогії. На закінчення глави про властивості магнітного потоку коротко зупинимося на деяких загальних міркуванняхі механічних аналогіях, що дозволяють поглянути на магнітний потік з новою
Потоку. Флюксметр Як відомо, між провідником зі струмом, поміщеним у зовнішнє магнітне поле, і полем спостерігається сила механічної взаємодії, так звана електромагнітна сила, величина якої визначає
Роль речовини в магнітному процесі Як відомо, на явища, що в магнітному полі спостерігаються, впливають особливі якості речовини, що заповнює простір, в якому існує поле. Речовина так чи інакше бере участь у всіх магнітних пр
Фіктивність "магнітних мас" Зовнішньою ознакою участі речовини в магнітних явищах прийнято вважати так звані „магнітні маси”, які ми зазвичай приписуємо тим частинам поверхні тіла (полюсам), через які маг
Загальна характеристика магнітних матеріалів У попередньому параграфі було достатньо з'ясовано, що участь речовини в тих процесах, які мають місце в магнітному полі, виражається не в тому, що окремі елементи речовини волода
Магнітний цикл Розглянемо процес змінного намагнічення будь-якого феромагнітного матеріалу. Методи здійснення змінного намагнічення дуже різноманітні. Найбільш простим у сенсі умов намагнічення
Матеріалу Форма гістерезисної петлі дуже характерна для кожного даного матеріалу. Як видно з вищесказаного, площа, що охоплюється кривою, залежить від величини залишкової магнітної індукції Br
Розрахунок втрат на гістерезис і формула Штейнметца Питання про втрати на гістерезис у разі перемагнічування заліза, сталі, чавуну тощо дуже важливий для електротехніки, так як ці матеріали відіграють істотну роль у магнітних ланцюгах електромагніт
Гіпотеза елементарних магнітів, що обертаються Розглянуті вищеявища гістерези, а також багато інших особливостей поведінки феромагнітних матеріалів у разі їх намагнічення можна з більшою правдоподібністю пояснити змінами в орієнтир
Магнітне насичення Отже, ми маємо достатньо даних визнати, що гіпотеза елементарних магнітів, що обертаються, разом з юїнгівською моделлю магнітної речовини, що випливає з неї, може бути покладена нами в основу наших п
Вплив струсів на магнітні властивості Спробуємо тепер за допомогою гіпотези елементарних магнітів пояснити вплив на магнітні властивості матеріалів деяких зовнішніх факторів, наприклад, механічних струсів, нагріву і т.д.
Вплив температурних умов на магнітні властивості речовини Ще з часів Гільберта було відомо, що залізо та сталь втрачають свої магнітні властивості, будучи нагріті до світло-червоного гартування. Вони при цьому перестають намагнічуватись і не притягуються магніт
Магнітна в'язкість З погляду гіпотези Ампера-Юінга ми розглядаємо всякий магнітний матеріал як сукупність елементарних магнітів. Процес намагнічення ми розуміємо як зміну напряму осей цих елементів
Зміна розмірів тіл під час намагнічення Заздалегідь можна передбачати, що перегрупування елементарних: магнітів при намагніченні можуть викликати деякі зміни. у розмірах тіла, що намагнічується. Досвід показує, що подібна зміна
Гістерезис обертання Досвід показує, що величина втрат на гістерезис, взагалі кажучи, залежить від того, яким саме чином відбувається перемагнічування. Це досить просто пояснюється з погляду гіпот