Напряженность намагничивающего

Напряженность магнитного поля — величина векторная. В однородных по всем направлениям средах векторы В и Н по направлению совпадают.

Напряженность магнитного поля связана с токами, возбуждающими поле, законом полного тока, согласно которому линейный интеграл вектора напряженности магнитного поля вдоль замкнутого контура равен алгебраической сумме токов, охватываемых этим контуром:

Чтобы установить соотношения между напряженностями различных участков магнитных цепей, воспользуемся кривой намагничивания ( 6.9, б). Как видно, для создания магнитного потока на участках, материал которых насыщен, требуется значительно большая напряженность магнитного поля, чем на участках, материал которых не насыщен. Например, если В3 = = 2ВЬ то H3>2Hi.

Напряженность магнитного поля в воздушном зазоре

Точка пересечения /1 графиков Ф([7М) и Ф = /(— С/мв) определит значения Ф и 1/м. Далее нетрудно найти магнитную индукцию В = Ф/S, магнитное напряжение 1/мй = — L'M > 0, по кривой намагничивания ( 6.12,6) напряженность магнитного поля Н и напряженность магнитного поля воздушного зазора Я8 = В/ц0 = 1/м6//6.

Задавшись, например, магнитным потоком Ф15 определяем магнитную индукцию В,=Ф,/5', по кривой намагничивания В (Я) находим напряженность магнитного поля Н j, с помощью закона полного тока для мгновенных значений напряженности и тока HJ = i,w подсчитываем ток i1=Hll/w. Чтобы построить магнитную характеристику, необходимо проделать указанные операции для различных значений магнитного потока в пределах периода его изменения. Поскольку Ф = BS, a i = = Hl/w, магнитная характеристика будет подобна динамической петле гистерезиса.

Реактивная составляющая тока холостого хода /р определяется из уравнения /pivj = Яс/ст + Я0/э. Ее уменьшение достигается тем, что магнитопровод выполняется из высококачественной электротехнической стали с высокой магнитной проницаемостью ц„С1. Кроме того, трансформатор рассчитывается для работы с малым значением амплитуды магнитной индукции Вт — около 0,4 — 0,8 Тл. Все это существенно снижает напряженность магнитного поля в стали Яст = В/ц„С1 и в воздушном зазоре Я0 = В/Ц0 магнитопровода и, естественно, снижает реактивную составляющую тока холостого хода. С той же целью магнитопровод трансформатора выполняется с минимальным значением воздушного зазора, что достигается высококачественной обработкой пластин и сборкой магнитопровода. Активная составляющая 1Л обусловлена потерями в стали магнитопровода. Ее умельшение достигается тем, что для магнитопровода используется сталь с малыми значениями удельных потерь A.PJO, AFj5 и, как уже было сказано, трансформатор работает при малых значениях В„.

Напряженность магнитного поля 198, 199

Магнитную цепь большинства электротехнических устройств можно представить состоящей из совокупности участков, в пределах каждого из которых можно считать магнитное поле однородным, т. е. с постоянной напряженностью, равной напряженности магнитного поля Н , вдоль средней линии участка длиной /^ . Для таких магнитных цепей можно заменить интегрирование в (7.1) суммированием.

В вакууме индукция и напряженность, магнитного поля связаны простым соотношением: В = Ц0Н, где ц0 = 4тт • 10~7 Гн/м - магнитная постоянная. Для ферромагнитных материалов зависимость индукции от напряженности магнитного поля В (Н) в общем случае нелинейная.

где Я и / - напряженность магнитного ноля и длина средней линии

где В — индукция магнита, Тл; Н — напряженность намагничивающего поля, кА/м; g — удельная проводимость материала' магнита, Ом~1-м~1; D — эффективный диаметр магнита, м.

Магнитопровод электромагнита имеет неподвижный 1 и подвижный 2 полюсы для намагничивания изделий 4 различной длины. Намагничивающий ток / течет по обмоткам катушек 3. Расстояние между полюсами электромагнита не должно превышать 150 ... 200 мм, поскольку при большем воздушном зазоре напряженность намагничивающего поля значительно снижается.

где В — магнитная индукция; Н — напряженность намагничивающего поля; Но — магнитная постоянная (р^, = 4я- 1СГ? Гн/м);. р,г — относительная магнитная проницаемость материала.

Вследствие нелинейности зависимости В = f (H) индукция и напряженность намагничивающего поля не могут быть одновременно синусоидальными. Различают режим синусоидальной индукции, при котором форма кривой индукции синусоидальна, и режим синусоидальной напряженности, при котором форма кривой напряженности синусоидальна. В зависимости от режима намагничивания изменяются форма и размеры динамической петли. Поэтому при испытаниях ферромагнитных материалов в переменных магнитных полях оговаривается режим, при котором производится испытание.

Намагничивающая и измерительная обмотки навиваются по периметру кольца, причем измерительная обмотка может быть распределенной или сосредоточенной, а намагничивающая обмотка обязательно должна быть равномерно распределена по всему периметру кольца. Напряженность намагничивающего поля в этом случае подсчитывается по формуле

Точки петли гистерезиса на участке от +Вт до Вг определяются следующим образом. Проводят магнитную подготовку при максимальной напряженности намагничивающего поля Нт и находят описанным выше способом Вт и Нт. Затем размыкают ключ В5 ( 7.16) и с помощью реостатов /?2> которые до начала опыта были полностью выведены, устанавливают некоторый ток /j < /m, соответствующий напряженности поля HI. При этом магнитное состояние материала будет характеризоваться точкой а на петле гистерезиса ( 7.18). Для того чтобы найти изменение индукции Afit = Вт — В\, необходимо снова «попасть» в точку А, что можно сделать путем «обхода» петли гистерезиса в направлении, указанном стрелками, т. е, изменяя напряженность намагничивающего поля от Я{ до нуля, от нуля до —Нт и затем опять до -\-Нт.

Напряженность намагничивающего поля определяется по значению тока в намагничивающей обмотке и ее параметрам, либо индукционным способом, либо с помощью других магнитоизмеритель-ных преобразователей (например, преобразователя Холла). Перед началом испытания образца его необходимо размагнитить.

Для определения характеристик испытуемого материала необходимо, кроме индуктивности Ьх и сопротивления Rx, найти также напряженность намагничивающего поля или магнитную индукцию (зная Н, можно рассчитать В и наоборот).

Напряженность намагничивающего поля можно определить по току в намагничивающей обмотке и ее параметрам. Непосредственное измерение намагничивающего тока путем включения прибора в плечо моста недопустимо, так как наличие прибора в плече моста исказит результаты измерения Lx и Rx, поэтому ток измеряется в неразветвленной цепи моста и по нему рассчитывается ток в намагничивающей обмотке.

Для измерения магнитной индукции (если не измеряется напряженность намагничивающего поля) необходимо на образец нанести вторую (измерительную) обмотку WB и с помощью вольтметра средних значений измерить напряжение на ее зажимах ?/ср:

магнитный контакт и не вызывать в образце значительных механических напряжений во избежание проявления магнитострикционных эффектов. Так как рассчитать с высокой точностью напряженность намагничивающего поля по току при измерении с помощью пермеаметра нельзя, то для более точного определения напряженности поля в образце производят измерение поля с помощью жесткого потенциометра, помещенного непосредственно на образец внутри намагничивающей катушки. Измерения производят баллистическим гальванометром. Определение магнитных характеристик при измерениях с помощью пермеаметра практически мало отличаются от измерений на кольцевых образцах.