|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pri snovanju električnih naprav, katerih delovanje
temelji na magnetnih učinkih, imamo opraviti s feromagnetnimi snovmi, ki
imajo različne magnetne lastnosti. Ker je za magnetne učinke bistvenega
pomena gostota magnetnega pretoka, je za snovanje omenjenih naprav
potrebno poznavanje odvisnosti gostote od jakosti magnetnega polja v teh
snoveh. Iz praktičnih razlogov podajajo to odvisnost proizvajalci
feromagnetnih snovi v grafični obliki (slika
5.1.3.4.1). |
|
|
|
|
|
|
|
|
► |
Grafični obliki odvisnosti gostote magnetnega pretoka od magnetne
poljske jakosti pravimo magnetilna karakteristika snovi. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Za neferomagnetne snovi je relativna permeabilnost
μr ≈ 1, zato za gostoto
magnetnega pretoka, npr. v zračni tuljavi, velja: |
|
|
|
|
|
|
|
B =
μr ·
μ0 ·
H ≈
μ0 ·
H = konst. ·
H . |
|
|
|
|
|
|
|
► |
Gostota magnetnega pretoka v neferomagnetni snovi je
linearna funkcija magnetne poljske jakosti. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Grafična ponazoritev linearne funkcije pa, kot vemo,
ima obliko premice (slika
5.1.3.4.1). |
|
|
|
|
|
|
|
Pri feromagnetnih snoveh se že pri majhnih
jakostih magnetilnega magnetnega polja začne postopno obračanje
elementarnih magnetkov in prištevanje njihovih magnetnih pretokov
magnetilnemu pretoku. Zato gostota magnetnega pretoka v feromagnetnih
snoveh narašča z jakostjo magnetnega polja veliko hitreje kot v
neferomagnetnih snoveh (slika
5.1.3.4.1), in to do magnetne poljske jakosti,
ki se ji z največjo možno usmeritvijo pokorijo še najbolj trdovratni
elementarni magnetki (slika
5.1.3.2.2.3). Z nadaljnjim povečevanjem magnetne
poljske jakosti feromagnetna snov ne povečuje gostote magnetnega
pretoka. |
|
|
|
|
|
|
|
► |
Feromagnetni snovi, ki pri povečanju magnetne poljske jakosti ne
prispeva več k povečanju magnetnega pretoka, pravimo, da je
magnetno nasičena. |
|
► |
Gostota magnetnega pretoka v feromagnetni snovi
je nelinearna funkcija magnetne poljske jakosti. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Magnetilne karakteristike predstavnikov
elektropločevin (pločevin za izdelavo feromagnetnih jeder
elektromagnetov, električnih strojev in drugih naprav) in sive litine
prikazuje
slika
5.1.3.4.2. |
|
|
|
|
|
|
|
Iz
enačbe 5.1.3.3.3 lahko sklepamo, da se pri
feromagnetnih snoveh z magnetno poljsko jakostjo spreminja tudi μr,
sicer bi gostota magnetnega pretoka B bila linearna funkcija magnetne
poljske jakosti. |
|
|
|
|
|
|
|
► |
Relativna permeabilnost določene feromagnetne snovi je odvisna
od magnetne poljske jakosti (μr
ni konstanta). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V U-I karakteristikah električnih tokokrogov
smo se naučili sklepati o velikosti električne upornosti iz strmine
U-I karakteristik. Podobno velja tudi za H-B karakteristiko: |
|
|
|
|
|
|
|
► |
Čim večja je strmina premice skozi točko na magnetilni
karakteristiki (slika
5.1.3.4.1), tem večja je relativna permeabilnost
snovi μr. |
|
► |
Največja relativna permeabilnost je
določena s strmino tangente skozi točko kolena magnetilne
karakteristike. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Na osnovi spreminjajoče se strmine premic skozi točke
na magnetilni karakteristiki ali računov (μr
= B/μ0H) lahko
narišemo približni potek relativne permeabilnosti pripadajoče
feromagnetne snovi (slika
5.1.3.4.3). Pri izbiri relativnih permeabilnosti iz
priročnikov zato moramo biti pozorni na velikost magnetne poljske
jakosti. Pomembno je namreč dejstvo, da tudi feromagnetne snovi imajo
pri
majhnih
in
velikih magnetnih poljskih jakostih majhno relativno
permeabilnost. Maksimalne vrednosti relativnih permeabilnosti nekaterih
pogosto uporabljanih feromagnetnih snovi podaja
preglednica
5.1.3.4.1. |
|
|
|
|
|
|
|
Preglednica 5.1.3.4.1:
Relativne permeabilnosi
Snov |
μrmax |
čisto železo |
250.000 |
jeklena litina |
600 |
elektropločevina (Ni, Fe) |
60.000 |
supermaloj (Ni, Fe, Mo, Mn) |
300.000 |
ultraperm (Ni, Mo, Mn, Fe) |
500.000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Zaradi ugotovljene narave relativne permeabilnosti,
obravnavamo feromagnetne snovi bistveno drugače kot neferomagnetne: |
|
|
|
|
|
|
|
► |
V neferomagnetnih snoveh magnetne količine računamo na osnovi
enačbe B =
μ0 ·
H. |
|
► |
V feromagnetnih snoveh magnetne količine
določamo iz magnetilnih karakteristik (slika
5.1.3.4.2). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kolikšno gostoto magnetnega pretoka povzroči v Si
elektropločevini magnetna poljska jakost 300 A/m in kolikšno
magnetno poljsko jakost potrebujemo za gostoto 1,4 T? |
|
|
|
|
|
Iz magnetilne karakteristike (slika
5.1.3.4.2) odčitamo: B
= 1,1 T in H = 700 A/m. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iz
slike 5.1.3.4.1 lahko razberemo prispevek
orientiranih weissovih območij feromagnetne snovi k gostoti magnetnega
pretoka skozi feromagnetno snov. In kaj se zgodi z namagnetenim
predmetom iz feromagnetne snovi, če ga vzamemo iz magnetnega polja? |
|
|
|
|
|
|
|
5.1.3.4.1 Histerezna
zanka snovi |
|
|
|
5.1.3.4.2
Trdomagnetne in mehkomagnetne snovi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|