Materiały magnetyczne miękkie

Przed zdefiniowaniem materiałów magnetycznych miękkich należy pamiętać o pewnych kwestiach.

• Indukcja pozostała:
  Jest to wartość indukcji, która pozostaje, gdy materiał jest namagnesowany, a następnie pole magnetyzujące zmniejsza się do zera. Oznaczana jest jako Br.

• Siła koercytywna:
  Jest to ilość ujemnego pola magnetycznego potrzebna do zredukowania indukcji pozostałej do zera. Oznaczana jest jako Hc.

• Całkowita powierzchnia pętli histerezy = energia, która jest rozpraszana, gdy materiał o jednostkowej objętości jest namagnesowywany podczas cyklu pracy.

• Podczas namagnesowywania następuje wzrost domen i obrót domen. Obie te procesy mogą być odwracalne lub nieodwracalne.

• Materiały magnetyczne są głównie klasyfikowane (w oparciu o wielkość siły koercytywnej) na dwa rodzaje - materiały magnetyczne twarde i materiały magnetyczne miękkie.

Teraz możemy przejść do tematu. Materiały magnetyczne miękkie mogą być łatwo namagnesowywane i demagnetyzowane. Dzieje się tak, ponieważ wymagana jest tylko niewielka energia. Te materiały mają bardzo małe pole koercytywne, mniejsze niż 1000A/m.

Rozrost domen tych materiałów można łatwo zrealizować. Są one głównie używane do zwiększenia strumienia lub/lub do stworzenia drogi dla strumienia wytworzonych przez prąd elektryczny. Główne parametry używane do oceny lub rozważenia materiałów magnetycznych miękkich to przenikalność (używana do określenia, jak materiał reaguje na zastosowane pole magnetyczne), siła koercytywna (już omówiona), przewodność elektryczna (zdolność substancji do przewodzenia prądu elektrycznego) i nasycenie magnetyczne (największa ilość pola magnetycznego, którą materiał może wytworzyć).

Pętla histerezy

Jest to pętla, którą śledzi materiał, który jest namagnesowywany, gdy jest poddawany naprzemiennemu polu magnetycznemu. Dla materiałów magnetycznych miękkich, pętla będzie miała małą powierzchnię (rys. 2). Zatem, straty histerezy są minimalne.

Właściwości materiałów magnetycznych miękkich

• Największa przenikalność.

• Mała siła koercytywna.

• Małe straty histerezy.

• Mała indukcja pozostała.

• Wysokie nasycenie magnetyczne.

Niektóre z istotnych materiałów magnetycznych miękkich to:
Czysta żelazo
Czyste żelazo zawiera bardzo małą zawartość węgla (> 0,1%). Ten materiał można odszarować, aby uzyskać największą przenikalność i najmniejszą siłę koercytywną za pomocą odpowiedniej techniki, aby uczynić go materiałem magnetycznym miękkim. Jednakże powoduje on straty wirnikowe, gdy jest narażony na bardzo wysoką gęstość strumienia magnetycznego ze względu na niską rezystywność. Stosowany jest więc w aplikacjach o niskiej częstotliwości, takich jak elementy instrumentów elektrycznych i rdzeń w elektromagnesie.

Stopy żelaza z krzemu
Ten materiał jest najczęściej stosowanym materiałem magnetycznym miękkim. Dodatek krzemu zwiększa przenikalność, zmniejsza straty wirnikowe dzięki zwiększeniu rezystywności, zmniejsza straty histerezy. Stosowane są w maszynach elektrycznych obrotowych, elektromagnesach, maszynach elektrycznych i transformatorach.
Stopy żelaza z niklem (Hypernik)
Stosowane są w sprzęcie komunikacyjnym, takim jak transformatory audio, głowice nagrywające i modulatory magnetyczne, ze względu na wysoką początkową przenikalność w słabych polach. Posiadają również niskie straty histerezy i wirnikowe.
Blacha stalowa z orientacją ziaren: stosowana do produkcji rdzeni transformatorów.
Mu-metal: stosowany w małych transformatorach przeznaczonych do zastosowań w obwodach.
Magnesy ceramiczne: stosowane do produkcji urządzeń pamięciowych dla urządzeń mikrofalowych i komputerów.

Zastosowanie materiałów magnetycznych miękkich

Istnieją głównie dwa rodzaje zastosowań dla materiałów magnetycznych miękkich – zastosowania prądu przemiennego i zastosowania prądu stałego.

Oświadczenie: Szczególne poszanowanie oryginału, dobre artykuły są warte udostępniania, w przypadku naruszenia praw autorskich proszę o kontakt w celu usunięcia.