Магнитные в электроэнергетике

Ферромагнетики.

Су­ществуют сильномагнитные вещест­ва – ферромагнетики – вещества, обла­дающие спонтанной намагниченностью, т. е. они намагничены даже при отсутствии внешнего магнитного поля. К ферромагне­тикам кроме основного их представите­ля – железа – относятся, напри­мер, кобальт, никель, гадолиний, их спла­вы и соединения.

Ферромагнетики помимо способности сильно намагничиваться обладают еще и другими свойствами, существенно отли­чающими их от диа- и парамагнетиков.

Если для слабомагнитных веществ зависи­мость J от Н линейна, то для ферромагнетиков эта зависимость является довольно сложной. По мере возрастания Н намагниченность J сначала растет быст­ро, затем медленнее и, наконец, достигает­ся так называемое магнитное насыщение J_нас, уже не зависящее от напряженности поля.

Существенная особенность ферромаг­нетиков – не только большие значения m, но и зависи­мость m от Н. Вначале m растет с увеличением Н, затем, достигая макси­мума, начинает уменьшаться, стремясь в случае сильных полей к 1.

Характерная особенность ферромагне­тиков состоит также в том, что для них зависимость J от H (а следовательно, и В от Н) определяется предысторией на­магничевания ферромагнетика. Это явле­ние получило название магнитного гисте­резиса.

Различные ферромагнетики дают раз­ные гистерезисные петли. Ферромагнетики с малой коэрцитивной силой H_C (с узкой петлей гистерезиса) называ­ются мягкими, с большой коэрцитивной силой (с широ­кой петлей гистерезиса) — жесткими. Ве­личины H_C, J_ос и m_max определяют применимость ферромагнетиков для тех или иных практических целей. Так, жесткие ферромагнетики (например, углеродистые и вольфрамовые стали) применяются для изготовления постоянных магнитов, а мяг­кие (например, мягкое железо, сплав же­леза с никелем) – для изготовления сер­дечников трансформаторов.

Ферромагнетики обладают еще одной существенной особенностью: для каждого ферромагнетика имеется определенная температура, называемая точкой Кюри, при которой он теряет свои магнитные свойства. При нагревании образца выше точки Кюри ферромагнетик превращается в обычный парамагнетик.

Основные металлические магнитомягкие материалы, применяемые в электроэнергетике – пермоллои, альсифер, низкоуглеродистая кремнистая сталь. Пермолои – пластичные, железо-никеливые сплавы с содержанием никеля от 36 до 80%. С целью увеличения тех или иных свойств в них вводят молибден, хром, медь. Все пермолои отличаются высоким уровнем магнитных характеристик. Низконикеливые пермолои применяют для изготовления сердечников дросселей малогабаритных трансформаторов и магнитных усилителей. Высоконикеливые применяют для аппаратуры, работающей на частотах, выше звуковых. Альсиферы – хрупкие сплавы, состоящие из 5.5 – 13% алюминия, 9-10% кремния и железа. Из альсифера изготавливают литые сердечники, работающие в диапазоне частот до 20 кГц. Электротехнические кремнистые стали представляют собой низкоуглеродистые стали, в которые вводят от 0.8 до 4.8% кремния с целью увеличения магнитных свойств стали. Большое кол-во кремния улучшают магнитное свойство, но вызывают повышенную хрупкость. Этот материал используют для изготовления сердечников электрических машин и трансформаторов.

Дата добавления: 2014-01-05