Ферромагнитных веществах

му. Первичная обмотка NI включается в электрическую сеть, напряжение которой Ui является входным напряжением стабилизатора. Выходное напряжение ?/з является разностью напряжений вторичных обмоток Ui = U2—UK, так как компенсационная обмотка включена встречно с основной обмоткой N. При изменении напряжения в сети э.д.с. обмотки N2 изменяется мало, так как стержень, на котором она находится, имеет малое поперечное сечение и поэтому работает в режиме сильного магнитного насыщения. Действие компенсационной обмотки направлено на уменьшение изменений выходного напряжения стабилизатора при изменении входного напряжения. Применяют и другие варианты схемы ферромагнитных стабилизаторов, из которых следует отметить автотрансформаторную и феррорезонансные схемы.

Недостатками ферромагнитных стабилизаторов являются несинусоидальность выходного стабилизированного напряжения, зависимость выходного напряжения от характера нагрузки, сравнительно низкий к. п. д. (40-60%).

тока и напряжения. Высшие гармоники вызываются отклонениями магнитного потока от синусоидальной формы из-за магнитного гистерезиса. Однако для понимания принципа работы ферромагнитных стабилизаторов, достаточно изложенных ранее упрощенных представлений.

Общими недостатками всех ферромагнитных стабилизаторов является зависимость их работы от частоты, а также наличие высших гармоник в выходном напряжении.

Напряжение на катушке после скачка тока остается почти неизменным из-за насыщение сердечника катушки, несмотря на значительные изменения напряжения на зажимах цепи. Это явление лежит в принципе устройства ферромагнитных стабилизаторов напряжения, предназначенных для поддержания ПОСТОЯННЫМ напряжения на приемниках (подключенных параллельно катушке) при изменении напряжения в питающей сети.

Особенности цепей, содержащих катушки с ферромагнитными сердечниками и конденсаторы, используют для устройства ферромагнитных стабилизаторов напряжения, служащих для

Применим графический метод, изложенный в § 3-10, так же как это мы делали при рассмотрении явления феррорезонаиса, для получения характеристик ферромагнитных стабилизаторов 1 напряжения.

3-26. Таким путем можно получить почти полную стабилизацию напряжения. Заметим, что присоединение нагрузки к стабилизатору ухудшает его характеристику, делая ее менее пологой. Следует иметь в виду, что номинальная мощ-~ ность элементов стабилизатора значительно превосходит допустимую мощность нагрузки. К недостаткам обычных ферромагнитных стабилизаторов относится также зависимость выходного напряжения от частоты. Уменьшение этой зависимости возможно пу-' тем дополнительного усложнения схемы ста-

92.1. Изложите принципы устройства и действия простейшего и усложненного ферромагнитных стабилизаторов напряжения и возможность создания сегнеюэлектрического стабилизатора тока.

При токе />/р напряжение UL на катушке остается почти неизменным (из-за явления насыщения сердечника) при значительных изменениях внешнего напряжения U. На этом явлении основано устройство ферромагнитных стабилизаторов напряжения,

Особенности цепей, содержащих катушки с ферромагнитными сердечниками и конденсаторы, используют для создания ферромагнитных стабилизаторов напряжения, служащих для поддержания постоянства напряжения на зажимах приемника при изменении напряжения питающей сети. Основная часть всех стабилизаторов состоит из двух последовательно соединенных сопротивлений — линейного и нелинейного.

По современным воззрениям, в ферромагнитных веществах имеются области самопроизвольного намагничивания в определенных направлениях. Внутри этих областей, состоящих из элементарных ориентированных контуров, магнитное поле очень сильное (// — до Ю8 А/м). В нснамагничсниом состоянии области расположены беспорядочно; под действием внешнего поля происходит перестройка этих областей в направлении намагничивания. При температурах выше некоторой определенной ^к, называемой точкой Кюри (для железа t\< — 770° С), эти области разрушаются и не могут дальше существовать — ферромагнитное вещество становится парамагнитным.

Сегнетодиэлектрики, подобно ферромагнитным веществам, обладают гистерезисом. Электрическим гистерезисом называют явление отставания изменения электрического смещения D от изменения напряженности поля Е. Как и в ферромагнитных веществах,

По современным воззрениям, в ферромагнитных веществах имеются области самопроизвольного намагничивания в определенных направлениях. Внутри этих областей, состоящих из элементарных ориентированных контуров, магнитное поле очень сильное (Н — до 108 А/м). В ненамагниченном состоянии области расположены беспорядочно, под действием внешнего поля происходит перестройка этих областей в направлении намагничивания. При температурах выше некоторой определенной tK, называемой точкой Кюри (для железа {к == = 770°Q, эти области разрушаются и не могут дальше существовать — ферромагнитное вещество становится парамагнитным.

Существенно отличается группа парамагнитных веществ, называющихся ферромагнитными, в которых наблюдается появление больших внутренних полей при воздействии на них небольшого внешнего поля. Сильные внутримолекулярные поля в ферромагнитных веществах ориентируют нескомпенсированные спины электронов параллельно друг другу, благодаря чему в этих веществах образуются самопроизвольно намагниченные области, обладающие значительным результирующим магнитным моментом. При отсутствии внешних воздействий эти области ориентированы так, что их магнитные моменты взаимно компенсируются.

Действие магнитного поля на вещества этой группы аналогично действию его на парамагнитные вещества. Однако в ферромагнитных веществах внешнее магнитное поле вызывает изменение ориентировки не отдельных атомов, а целых намагниченных областей, которые при этом соответствующим образом перестраиваются, и их поле, накладываясь на внешнее поле, значительно усиливает последнее.

Поскольку коэффициент х,- в ферромагнитных веществах нелинеен, то нелинейна и зависимость между \ла и Я,- и ее также обычно определяют экспериментально.

Полное объяснение явлений, происходящих в ферромагнитных веществах, дает современная квантовая теория. Рассмотрим эти явления только с качественной стороны.

Как показывает опыт, магнитная индукция в ферромагнитных веществах при одном и том же значении напряженности намагничивающего поля может иметь различные значения, зависящие от предыдущего магнитного состояния материала или, как говорят, от «предыстории намагничения» и от способа установления поля.

в ферромагнитных веществах.

§ 14-4. Энергия магнитного поля в ферромагнитных веществах. Потери на гистерезис 305

Сегнетодиэлектрики, подобно ферромагнитным веществам, обладают гистерезисом. Электрическим, гистерезисом называют явление отставания изменения электрического смещения D от изменения напряженности поля Е. Как и в ферромагнитных веществах, площадь гистере-зисной петли в координатах D, Е при медленном изменении поля характеризует потери на электрический гистерезис в единице объема сегнето диэлектрик а за один период изменения Е.