まず、軟磁性材料を定義する前に、いくつかの点を念頭に置いておく必要があります。
残磁通密度:
これは、材料が磁化され、その後磁化場がゼロに減少したときに残留する誘導値です。Brで表されます。
コーシーブ力:
これは、残磁通密度をゼロにするために必要な負の磁場の量です。Hcで表されます。
ヒステリシスループの全面積=単位体積の材料が操作サイクル中に磁化される際に放出されるエネルギー。
磁化時にはドメインの成長と回転が発生します。これらは可逆的または不可逆的です。
磁性材料は主に(コーシーブ力の大きさに基づいて)硬磁性材料と軟磁性材料に分類されます。
さて、本題に入りましょう。軟磁性材料は簡単に磁化および脱磁することができます。これは、そのためには小さなエネルギーしか必要ないからです。これらの材料はコーシーブ力が非常に小さく、1000A/m未満です。
これらの材料のドメインの成長は容易に実現できます。それらは主に磁束を増加させるか、または電流によって生成された磁束の経路を作成するために使用されます。電流。軟磁性材料を評価または考慮するための主なパラメータは、透過性(材料が外部磁場にどのように反応するかを決定するために使用)、コーシーブ力(既に説明)、電気伝導率(物質が電流を伝導する能力)および飽和磁化(物質が生成できる最大の磁場量)です。
これは、交互磁場にさらされたときに磁化された材料によって描かれるループです。軟磁性材料の場合、ループの面積は小さいです(図2)。したがって、ヒステリシス損失は最小限です。
最大の透過性。
小さなコーシーブ力。
小さなヒステリシス損失。
小さな残磁通密度。
高い飽和磁化
重要な軟磁性材料の一部は以下の通りです:
純鉄
純鉄は非常に少量の炭素(>0.1%)を含んでいます。この材料は適切な技術により、最大の透過性と小さなコーシーブ力を得るために精製することができます。しかし、低抵抗率のために非常に高い磁束密度にさらされると渦電流損失が発生します。したがって、電気計器や電磁石のコアなどの低周波アプリケーションに使用されます。
シリコン鉄合金
この材料は最も一般的に使用される軟磁性材料です。シリコンの添加により、透過性が向上し、抵抗率が上昇することで渦電流損失が減少し、ヒステリシス損失も小さくなります。これらは電気回転機械、電磁石、電気機械、トランスに使用されます。
ニッケル鉄合金(ハイパーニック)
これを使用すると、弱い磁場での初期透過性が高く、ヒステリシス損失と渦電流損失が少ないため、オーディオトランスフォーマーや録音ヘッド、磁気変調器などの通信機器に使用されます。
粒方位鋼板:トランスコアの製造に使用されます。
ムー金属:回路アプリケーション用の小型トランスフォーマーに使用されます。
セラミック磁石:マイクロ波装置やコンピュータの記憶装置の製造に使用されます。
軟磁性材料には主に2種類の応用があります:交流応用と直流応用。
| 直流応用 | 交流応用 |
| 材料は操作を行うために磁化され、操作の最後に脱磁されます。 | 材料は操作時間中常に磁化状態になります。これは、連続的なサイクルとして一方から他方へと磁化されることで行われます。 |
| 材料選択の主な考慮事項は透過性です。良い材料には高い透過性が必要です。 | 材料選択の主な考慮事項はシステムのエネルギーロスです。材料がヒステリシスループを循環することによりエネルギーロスが発生します。良い材料は小さなエネルギーロスを持つべきです。 |
| 磁気シールド、電磁ポールピース、ソレノイドスイッチの活性化、永久磁石が磁束線のパスを作るのにこの材料を使用 | 電源トランスフォーマー、DC-DCコンバータ、電動機、永久磁石モーターの磁束のパスを作るなどに使用されます。 |
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