Ферромагнитного сердечника

Ширина линии ДЯ зависит от ряда факторов, в первую очередь от потерь в феррите вне области ферромагнитного резонанса, его плотности и магнитной анизотропии. Поликри-

В ферромагнетиках, в отличие от парамагнитных тел, между неспаренными электронами внутренних недостроенных оболочек имеет место сильное обменное взаимодействие, вызывающее упорядоченное расположение их ^спиновых магнитных моментов и 'спонтанное намагничивание доменов до насыщения! Это' приводит к 'существенным особенностям в протекании резонансного поглощения высокочастотной энергии ферромагнетиками, которое называют ферромагнитным резонансом. Физическая суть его состоит-в том, что под действием внешнего магнитного поля Н0, намагничивающего ферромагнетик до насыщения, полный магнитный момент образца М начинает прецессировать вокруг этого поля с ларморовой частотой со/., зависящей от Н0 (11.25). Если на такой образец наложить высокочастотное электромагнитное поле,; перпендикулярное Я0, и изменять его частоту со, то при со = coi, наступает резкое (резонансное) усиление поглощения энергии поля. Резонанс наблюдается на частотах порядка 20—30 ГГц в полях Н0 » 4- 105-А/м (»5000 Э). Поглощение при этом на несколько порядков выше, чем при парамагнитном резонансе, так как магнитная восприимчивость ферромагнетиков (а следовательно, и магнитный момент насыщения М) у них много выше, чем у парамагнетиков. Кроме того, так как в формировании эффективного магнитного поля в ферромагнетиках участвуют размагничивающий фактор и поле магнитной анизотропии, то частота ферромагнитного резонанса оказывается зависящей от формы образца .^направления поля относительно осей легкого намагничивания. .

при измерениях должна быть не менее 80—160 кА/м. Под Д// подразумевается полная ширина кривой ферромагнитного резонанса.

Феррит Намагниченность насыщения IVй.. Тл Температура точки Кюри, "С Диэлектрическая проницаемость * Тангенс угла диэлектрических потерь * tg6 Полная ширина кривой ферромагнитного резонанса, кА/м, при частоте, МГц

Феррит Намагниченность насыщения йвЛ«5, Тл Температура точки Кюри, °С Диэлектрическая проницаемость * Тангенс угла диэлектрических потерь * tg 6 Полная ширина кривой ферромагнитного резонанса, кА/м, при частоте, МГц

Особенностью терморезистивного эффекта в намагниченном феррите является частотная зависимость электрического сопротивления. Вблизи частоты ферромагнитного резонанса электрическое сопротивление резко уменьшается и приобретает невзаимный характер для прямых и обратных волн в волноводах.

Особенность ферромагнитного резонанса заключается в том, что здесь приходится иметь дело с группой атомов, связанных обменным взаимодействием. Вокруг вектора В прецессирует момент домена, и в результате резонансное поглощение на несколько порядков больше, чем у парамагнитных веществ.

На 1.8 представлена экспериментальная диаграмма мод [9] в виде зависимостей резонансных частот нескольких низших типов колебаний от внешнего поля подмагничивания Не. На этом же рисунке нанесена линия, соответствующая частоте поперечного ферромагнитного резонанса (см. Приложение 1), отделяющая область дорезонансных (слева от этой линии) и зарезонансных (справа от нее) значений поля подмагничивания. Расщепление резонансных частот колебаний с «=±1 и «=±2 имеет место как в дорезонансной, так и в зарезонансной области, причем направления циркуляции устройств, использующих типы колебаний с одним и тем же номером «, в этих областях различны (направления циркуляции на 1.8 показаны стрелками). Физически это объясняется разными знаками параметра гиротропии k/ц в этих областях (см. П.14,а).

Область магнитных полей до ферромагнитного резонанса (феррит ненасыщен)

При использовании в качестве шлейфов отрезков однородной линии длиной Ьш выражения для коэффициентов отражения определяются соотношениями для разомкнутого T = e~2jem и для ко-ротко'замкнутого Г = е~2-*еш шлейфов, где Эш = 2л1шДв. Выражения (5.26) ([или (5.27)] (5.28) и (5.29) являются основными расчетными соотношениями для анализа гиротропного Х-сочленения. Выше отмечалось, что для получения оптимальных характеристик вентиля в общем случае (необходимо дополнительно включить четырехполюсники либо с одной стороны, либо с двух сторон Х-сочленения со шлейфами. Под оптимальными характеристиками в данном случае понимается либо приблизительное в приемлемых пределах совпадение по частоте максимального значения обратных потерь и минимальных значений прямых потерь и коэффициента отражения, либо минимизация до определенного уровня последних двух параметров в достаточно широком диапазоне частот. При этом рабочая полоса по обратным потерям при фиксированном диаметре ферритового диска в основном определяется шириной кривой ферромагнитного резонанса феррита.

где Y = 35,17 МГц/(кА/м)—гиромагнитное отношение электрона; б — безразмерный коэффициент потерь, определяемый по экспериментально измеренной ширине ДЯ кривой поглощения ферромагнитного резонанса на половинном уровне:

Они отличаются от электродинамических приборов наличием ферромагнитного сердечника 7, на котором помещены обмотки 2, и ферромагнитного цилиндра 3. В зазоре между сердечником 1 и цилиндром 3 расположена подвижная обмотка 4. Наличие сердечников усиливает магнитные поля обмоток и вызывает увеличение вращающего момента. Точность ферродинамиче-ских приборов ниже, чем точность электродинамических приборов.

Обмотка / ( 10.24, а) имеет меньшее активное сопротивление по сравнению с обмоткой 2, так как она большего диаметра и выполнена из материала с меньшим удельным сопротивлением (медь), чем вторая (латунь). Стержни обмотки / расположены в толще ферромагнитного сердечника ротора, стержни обмотки 2 — ближе к воздушному зазору. В результате этого при пуске магнитное поле, образованное токами обмоток, располагается примерно так, как показано на 10.24.

Процесс выпрямления ЭДС в машине постоянного тока удобно проследить на простейшем примере генератора постоянного тока •( 13.9, at), в котором нет ферромагнитного сердечника якоря, магнитное поле главных полюсов однородное с индукцией В0, а обмотка якоря представляет собой два одинаковых витка 1 и 2 площадью S каждьш, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях и подключенных к коллектору.

В качестве примера магнитной цепи с постоянным магнитом на 11.3 приведена магнитная цепь магнитоэлектрического механизма. Рабочим объемом этой цепи является воздушный зазор, в поле которого помещена укрепленная на оси рамка 5 с измеряемым током. Цилиндрической формой неподвижного ферромагнитного сердечника 4 и формой полюсных наконечников обеспечивают в зазоре радиальное и равномерное поле с индукцией В я* 0,2 -f- 0,3 Т почти для всего угла охвата сердечника полюсными наконечниками. На п проводников длиной / с током / магнитное поле воздействует с силой F = nil В (1 Н=1 А X X1 м • IT), создающей необходимый вращающий момент.

Переходя от параллельной схемы соединения элементов Ь0 и g0 к последовательной, получим схему с последовательным соединением всех элементов. Активные сопротивления г и /•„ этой схемы соответствуют потерям электрической энергии на нагрев обмотки и ферромагнитного сердечника. Индуктивные сопротивления ха и х0 характеризуют э. д. с. катушки, созданные полем катушки и рабочим потоком сердечника.

Зависимость Н^(Вт) задается кривой намагничивания ферромагнитного сердечника на переменном токе.

Для магнитной цепи с воздушным зазором можно применить графический метод, удобный в случае однородного ферромагнитного сердечника с воздушным зазором, изображенного на рис 2-4.

В катушках со стальным сердечником потоком рассеяния называют поток, замыкающийся частично или полностью помимо ферромагнитного сердечника (рис 4-3), для которого магнитное сопротивление в основном определяется участком с постоянной магнитной проницаемостью, обычно принимаемой равной л,„. Часть потока рассеяния при этом может не сцепляться с частью витков обмотки. В трансформаторах потоком рассеяния называют магнитный поток, сцепленный

В первой части курса (гл. 8) дано определение понятия «трансформатор» и рассмотрен трансформатор без ферромагнитного сердечника. Наличие ферромагнитного сердечника дает возможность значительно увеличить магнитный поток и благодаря этому увеличить мощность, передаваемую из одной цепи в другую. Однако при этом трансформатор становится нелинейным элементом цепи и в сердечнике появляются потери.

Известно, что при включении катушки без ферромагнитного сердечника на синусоидальное напряжение первая полуволна тока больше амплитуды уста-

В качестве элементов измерительных цепей широко используются катушки индуктивности как без ферромагнитного сердечника, так и с ферромагнитным сердечником.