Намагничивает сердечник

Причинами гистерезиса могут быть необратимые процессы смещения границ доменов, необратимые процессы вращения и задержка ров-та зародышей перемагничивания, под которыми понимают объемы б «а-мопроизвольной намагниченностью обратного направления по отношению к основной ориентации намагниченности насыщения образца. В конечном итоге величина коэрцитивной силы определяется тем наибольшим энергетическим барьером, который надо преодолеть в процессе размагничивания образца.

Рассмотрим, например, температурные зависимости намагниченности насыщения ферро- н ферримагнетиков. Наиболее характерным для ферромагнетиков является существование точки Кюри. Для некоторых ферримагнетикоь с повышением температуры интенсивность насыщения постепенно уменьшается, доходит до нуля, начинает возрастать, а потом снова падает до нуля. При дальнейшем нагреве фер-римагнетик остается парамагнитным. Температуру вторичного обращения интенсивности насыщения в нуль называют точкой Н е -е л я, а температуру первичного обращения в нуль — точкой компенсации.

Для ферритов по сравнению с ферромагнетиками характерны также значительно меньшие значения намагниченности насыщения и ряд других особенностей.

На 1.21 даны схематическое изображение температурной зависимости намагниченности насыщения для подрешеток Л и б и результирующая кривая для феррита с точкой компенсации, представляющая собой разность (алгебраическую сумму) двух первых кривых.

На 2.5 приведены кривые, характеризующие свойства магиито-твердых материалов. В дальнейшем будем считать, что магнит намагничен до намагниченности насыщения М8 или соответственно до индукции насыщения Bs.

* Точнее, намагниченности насыщения, так как обычно термомагнитный материал работает в режиме насыщения.

Отношение поля анизотропии к намагниченности насыщения определяет фактор качества магннтоосного кристалла

Монокристаллы ортоферритов можно получать различными способами. Одним из наиболее перспективных считают выращивание монокристаллов из расплава с применением бестигельной зонной плавки и радиационного нагрева. Таким методом можно получать монокристаллы в виде цилиндров диаметром до 8 мм и длиной до 80 мм. Далее образцы поступают на механическую обработку — резку, шлифовку и полировку до нужной толщины, оптимальной для каждого материала, которой соответствуют ЦМД минимального диаметра. Ортоферриты обладают относительно малыми значениями намагниченности насыщения и, следовательно, большими значениями диаметров ЦМД, составляющими десятки или сотни микрометров.

Наиболее перспективные в прикладном отношении магнитооптические материалы характеризуются высокой магнитооптической добротностью тэ =-- 2QP/a (где 0/.- — удельное фарадеевское вращение, град/см; а — коэффициент оптического поглощения, см^1). Очевидно, устройство может обладать высокими параметрами только при достаточно большой добротности. Однако добротность однозначно не определяет выбор материала для конкретного применения. Существуют дополнительные требования, касающиеся предпочтительного диапазона намагниченности насыщения 4лЛ4й, температуры фазового перехода, значения и характера анизотропии и др. Большое значение имеет также выбор оптимальной толщины образца, что зависит от метода синтеза материала.

Увеличение концентрации цинка до некоторого предела (х — = 0,4 -т- 0,6) приводит к увеличению намагниченности насыщения, индукции и магнитной проницаемости и постоянному уменьшению температуры Кюри ( 3.9);

намагниченности насыщения, называется и н д у к ц и е и насыщения (Bs).

На 3-10 приведена схема формирователя с входным трансформатором на сердечнике с ППГ и диаграммы импульсов, поясняющие его работу. Формирователь работает в двух режимах: записи и считывания. В режиме записи импульс ia намагничивает сердечник трансформатора Тр в состояние 1. При этом транзистор находится в режиме отсечки. При считывании в момент времени, который примем за нулевой (t = 0), на вход поступает импульс считывания гсч. В момент ^м. д. с., создаваемая током /сч, достигнет уровня порога перемагничивания сердечника и сердечник начнет перемагничи-ваться в состояние 0. Под действием э. д. с., наводимой в обмотке

после чего опять приходит в исходное состояние. Такое устройство удобно строить, используя формирователи импульсов тока с запуском от спада входного импульса. При этом первый импульс (/t) требуемой тактовой последовательности формируется с помощью формирователя, выполненного по одной из рассмотренных схем (см', 3-10, 3-11). Импульс /х используется для запуска от спада второго формирователя. Его выходной импульс /2 является вторым в последовательности и может быть использован для запуска от спада третьего формирователя и т. д. На 3-18 приведена схема запуска формирователя от спада входного импульса t'BX. При поступлении импульса JBX происходит заряд емкости С. Ток заряда ic намагничивает сердечник трансформатора в состояние 1. С момента спада входного импульса емкость С разряжается через обмотку ОУ„Х и резистор /?. Ток разряда запускает формирователь. Рассмотрим соотношения, которые необходимо использовать при

Формирователь на Т2 управляется от МП А аналогично предыдущему и используется для считывания с инверсией информации из 1-й ячейки. Если /х намагничивал сердечники накопителя в состояние 0, то импульс тока /2 течет в адресной шине в обратном направлении и намагничивает сердечник накопителя в 1. Амплитуда

Измеряемый ток, проходя по катушке, создает магнитное поле, которое намагничивает сердечник. Намагниченный сердечник под действием сил поля втягивается внутрь катушки, вызывая поворот

ния Bml = Et/(w1Sm). Приращение индукции Д5ТО окончания действия импульса из-за гистерезиса сердечник размагнитится до значения Вп. Второй входной импульс намагничивает сердечник дополнительно на то же значение А5т, т. е. до Вт2 = Вг1 + АВт. После окончания действия импульса установится новое значение индукции Вг%. Процесс намагничивания длится до тех пор, пока остаточная индукция не примет значения ВТ. Все последующие импульсы вызывают движение изображающей точки по частному циклу (заштрихован на 2.17). Для этого частного цикла 2.17

BI = ET/WISX. Приращение индукции Afi — Bl. После окончания действия импульса из-за гистерезиса сердечник размагнитится до значения ВГ1. Второй входной импульс намагничивает сердечник дополнительно на ту же величину AZ?, т. е. до значения В2 = ВГ1 + А5. После окончания действия импульса установится новое значение индукции Вгг. Процесс намагничивания длится до тех пор, пока остаточное значение индукции не примет значения ?,.. Все последующие импульсы вызывают движение изображающей точки по частному циклу (на 2.17 — заштрихован). Для этого частного цикла приращение индукции — Д5, приращение напряженности магнитного поля

Если сигнал управления первого усилителя Uy\ отсутствует, то переменная ЭДС е„ в его цепи управления каждую первую половину периода намагничивает сердечник, возвращая его в исходное положение. Каждую вторую половину периода ЭДС е„ в рабочей обмотке этого усилителя перемагничивает сердечник в обратном направлении. Это перемагничивание требует очень малого

При всех достоинствах магнитных логических элементов (простота конструкции, высокая надежность, высокая помехоустойчивость и т. д.) эти элементы обладают одним существенным недостатком, сужающим их область применения,— относительно малым быстродействием. Это свойство вытекает из принципа действия элементов. Действительно, управляющий сигнал намагничивает сердечник в течение первой половины периода, а напряжение, соответствующее этому управляющему сигналу, появляется на выходе во второй половине периода. Таким образом, время реакции элемента на сигнал не менее половины периода. Следовательно, максимальная частота входных сигналов, на которые элемент успевает правильно реагировать, не превышает частоты питания, а практически и того меньше. Магнитные логические элементы на частоту 50 Гц допускают частоту входных сигналов 2 — 5 Гц, а элементы на 400 Гц,— частоту 10 — 40 Гц.

Явление магнитострикции, рассмотренное в § 11.1, получило широкое применение в ультразвуковой технике как один из методов получения ультразвуковых (УЗ) колебаний. На 11,28 показана принципиальная схема стержневого магнитострикционного вибратора /. Он набирается из тонких изолированных пластин ферромагнитного материала, обладающего большой магнитострикцией, — никеля, пермаллоя, пермидюра и др. На стержень наматывается обмотка, через которую пропускается переменный ток частоты V. Ток создает переменное магнитное поле, которое намагничивает сердечник и тем самым изменяет его длину. Максимальной величины магнитострикция К достигает при амплитудном значении напряженности поля (при Н = Я0). Так как К не зависит от направления Н, то частота механических колебаний сердечника равна удвоенной частоте переменного тока. В Це-пях усиления механических колебаний систему настраивают в резонанс, подбирая частоту тока равной половине частоты собственных колебаний вибратора. Для кон-центрации'энергии мех-анических колебаний к вибратору жестко прикрепляют сужающийся книзу волновод 2, называемый концентратором; длина его берется кратной целому числу полуволн ультразвука, распространяющегося по волноводу. При значительной величине отношения верхнего (D) и нижнего (d) диаметров концентратора можно достичь большой концентрации энергии УЗ колебаний на нижнем конце. Подобным образом можно получать УЗ колебания с частотами 101—10е Гц и амплитудой от единиц до сотен микрсг метров.

Принцип действия приборов электромагнитной системы основан на взаимодействии магнитного поля катушки, создаваемого измеряемым током, со стальным сердечником, помещенным в это поле. Неподвижная катушка / ( 2-6) состоит из каркаса с навитой изолированной медной проволокой или медной лентой. При протекании измеряемого тока по обмотке катушки в ее плоской щели 2 создается магнитное поле. Вне катушки на агатовых подпятниках устанавливается ось 3 с эксцентрично укрепленным сердечником 4 из магнитомягкой стали со стрелкой 5. Магнитное поле катушки намагничивает сердечник и втягивает его внутрь щели, поворачивая тем самым и ось со стрелкой прибора. Этому повороту препятствует закручивающаяся спиральная пружина 6, создающая противодействующий момент.

Таким образом, среднее значение вращающего момента, действующего на подвижную систему электромагнитного прибора при измерениях переменного тока, пропорционально квадрату действующего значения переменного тока, т. е. Мср = kP. Квадратичная зависимость угла поворота подвижной системы электромагнитного прибора от тока имеет простое физическое объяснение: ток в катушке создает магнитное поле, которое намагничивает сердечник. В результате намагниченный сердечник взаимодействует с катушкой, при этом намагниченность сердечника изменяется вместе с изменениями тока в катушке.