Proprietà magnetiche dei materiali da ingegneria

Per finalizzare il materiale per un prodotto/applicazione ingegneristica, dovremmo avere la conoscenza delle proprietà magnetiche dei materiali. Le proprietà magnetiche di un materiale sono quelle che determinano l'idoneità del materiale per una particolare applicazione magnetica. Alcune delle tipiche proprietà magnetiche dei materiali ingegneristici sono elencate di seguito-

• Permeabilità

• Retenzione o Isteresi Magnetica

• Forza coercitiva

• Reluttanza

Permeabilità

È la proprietà di materiale magnetico che indica quanto facilmente si forma il flusso magnetico nel materiale. A volte viene anche chiamata suscettività magnetica del materiale.
Viene determinata dal rapporto tra la densità di flusso magnetico e la forza magnetizzante che produce questa densità di flusso magnetico. Viene denotata da µ.
Pertanto, μ = B/H.
Dove, B è la densità di flusso magnetico nel materiale in Wb/m2
H è la forza magnetizzante dell'intensità del flusso magnetico in Wb/Henry-metro
Unità SI della permeabilità magnetica è Henry / metro.

La permeabilità del materiale è anche definita come, μ = μ0 μr
Dove, µ0 è la permeabilità dell'aria o del vuoto, e μ0 = 4π × 10-7 Henry/metro e µr è la permeabilità relativa del materiale. µr = 1 per l'aria o il vuoto.
Un materiale selezionato per il nucleo magnetico nelle macchine elettriche dovrebbe avere alta permeabilità, in modo che il flusso magnetico richiesto possa essere prodotto nel nucleo con meno ampere-volte.

Retenzione

Quando un materiale magnetico viene posto in un campo magnetico esterno, i suoi granuli si orientano nella direzione del campo magnetico. Ciò comporta la magnetizzazione del materiale nella direzione del campo magnetico esterno. Ora, anche dopo la rimozione del campo magnetico esterno, esiste ancora una certa magnetizzazione, chiamata magnetismo residuo. Questa proprietà del materiale è chiamata retenzione magnetica del materiale. Un loop di isteresi o curva B-H di un tipico materiale magnetico è mostrato nella figura sottostante. La magnetizzazione Br nel loop di isteresi sottostante rappresenta il magnetismo residuo del materiale.

Forza Coercitiva

A causa della retenzione del materiale, anche dopo la rimozione del campo magnetico esterno, esiste ancora una certa magnetizzazione nel materiale. Questa magnetizzazione è chiamata magnetismo residuo del materiale. Per rimuovere questa magnetizzazione residua, dobbiamo applicare un campo magnetico esterno in direzione opposta. Questa forza magnetomotrice (AT) esterna richiesta per superare il magnetismo residuo è chiamata "forza coercitiva" del materiale. Nel loop di isteresi sopra menzionato, – Hc rappresenta la forza coercitiva.
I materiali con un alto valore di magnetizzazione residua e forza coercitiva vengono chiamati materiali magnetici duri. I materiali con un valore molto basso di magnetizzazione residua e forza coercitiva vengono chiamati materiali magnetici morbidi.

Reluttanza

È una proprietà del materiale magnetico che resiste alla formazione del flusso magnetico nel materiale. È denotata da R. La sua unità è “Ampere-giri / Wb”.
La reluttanza del materiale magnetico è data da,

Un materiale magnetico duro adatto al nucleo delle macchine elettriche dovrebbe avere una bassa reluttanza (un materiale magnetico morbido, anche se questo è meno comune).

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