MAGNETICKÉ MATERIÁLY (MM) CHARAKTERISTICKÉ VLASTNOSTI MM ELEKTROTECHNOLOGIE MAGNETICKÉ MATERIÁLY (MM) CHARAKTERISTICKÉ VLASTNOSTI MM

OBECNĚ O VLASTNOSTECH ROZHODUJÍCÍ JSOU MAGNETICKÉ VLASTNOSTI VÝZNAM SOUVISÍ ÚZCE S PRACOVNÍM REŽIMEM ZÁKLADNÍ ROZDĚLENÍ: - základní parametry bez ohledu na pracovní režim = Curieův bod, magnetická indukce nasycení, remanentní magnetická indukce, koercitivita - parametry pro provoz ve statickém režimu = statická relativní permeabilita, maximální statická relativní permeabilita, hustota energie

- parametry pro provoz ve střídavém režimu = počáteční permeabilita, efektivní permeabilita, měrné ztráty, mezní frekvence - parametry jako ukazatele kvality ve zvláštních případech použití (viz rozdělení MM) - jen vybrané = technický Curieův bod (mezní pracovní teplota), činitel pravoúhlosti, činitel magnetostrikce … PARAMETRY MM ZÁVISEJÍ NA CELÉM SOUBORU VNĚJŠÍCH ČINITELŮ ( teplota, intenzita magn.pole … ) VNĚJŠÍ ČINITELE MOHOU ZPŮSOBIT VRATNÉ, ALE I NEVRATNÉ ZMĚNY - STÁRNUTÍ MM - př. změny krystalické mřížky, vyvolané oteplením, vibracemi, otřesy apod.

ZÁKLADNÍ PARAMETRY BEZ OHLEDU NA PRACOVNÍ REŽIM CURIEŮV BOD Tc - teplota, při které feromagnetické chování materiálu zaniká, materiál se chová jako paramagnetický - lze jej řídit složením MAGNETICKÁ INDUKCE NASYCENÍ Bs ( T ) - představuje stav technického nasycení MM - odpovídá hodnotě Bs, která se zvětší nejvýš o 5 %, jestliže se hodnota intenzity magnetického pole zvětší na dvojnásobek - závisí na teplotě, s rostoucí teplotou klesá (viz Curieův bod) - lze ji řídit změnou složení Bs t Tc

REMANENTNÍ MAGNETICKÁ INDUKCE Br ( T ) - magnetická indukce při nulové hodnotě intenzity magnetického pole po předchozím magnetování do stavu nasycení - určí se z maximální hysterezní křivky - závisí na teplotě stejně jako Bs KOERCITIVITA Hc ( A/m) - intenzita magnetického pole, potřebná ke zrušení Br po předchozím magnetování materiálu do stavu nasycení - s rostoucí teplotou se zmenšuje 5% B ( T ) Bs Br 2Hs - Hc Hc Hs H(A/m)

PARAMETRY PRO PROVOZ VE STATICKÉM REŽIMU STATICKÁ RELATIVNÍ PERMEABILITA μrs - relativní permeabilita MM v časově neproměnném magnetickém poli, definovaná z dané hodnoty B a H μrs = B / μ0H kde μrs = μs / μ0 (μ0 – vakuum) - závisí na teplotě a na intenzitě magnetického pole MAXIMÁLNÍ STATICKÁ RELATIVNÍ PERMEABILITA - největší hodnota statické relativní permeability - určuje se z křivky prvotní magnetizace do stavu nasycení - je úměrná směrnici tečny ke křivce prvotní magnetizace v jejím nejvyšším bodě - viz obr. 1

HUSTOTA ENERGIE wm ( J/m³ ) - energie magnetického pole, které vyvolá v pracovní mezeře homogenně magnetovaný magnetický materiál jednotkového objemu - definovaná jako polovina plochy rovnoběžníku vepsaného do plochy pod demagnetizační křivkou viz obr.2 wm = ½ B * H Br Obr.2 B Obr.1 B amrsmax H - Hc H

PARAMETRY PRO PROVOZ VE STŘÍDAVÉM MAGNETICKÉM POLI POČÁTEČNÍ PERMEABILITA - definována pro oblast velmi slabých magentických polí μrpoč = B / μ0H pro H 0 - je úměrná směrnici tečny ke křivce prvotní magnetizace v počátku souřadnic EFEKTIVNÍ PERMEABILITA - určuje se při střídavé magnetizaci z vrcholu hysterezní křivky μref = Bmax / μ0Hmax kde Bmax a Hmax – amplitudy B a H - závisí na teplotě, intenzitě magnetického pole a na frekvenci B amrpoč H

- definovány jako ztrátový výkon, potřebný na střídavé MĚRNÉ ZTRÁTY Δp ( W/kg ) - definovány jako ztrátový výkon, potřebný na střídavé přemagnetovávání MM na jednotku jeho hmotnosti - je vyjádřena vztahem Δp = P / m kde P – ztrátový výkon, m – hmotnost - udává se pro elektrotechnické plechy pro frekvenci 50Hz a pro B = 1 nebo 1,5T (Δp1,0 / jádra EI,M …/ nebo Δp1,5 / jádra C ) MEZNÍ FREKVENCE - nejvyšší frekvence střídavého magnetického pole, při které lze ještě MM použít

NĚKTERÉ PARAMETRY MATERIÁLŮ PRO ZVLÁŠTNÍ ÚČELY TECHNICKÝ CURIEŮV BOD uc - pomocný parametr pro materiály, kde nelze přesně určit Tc - také jako tzv. mezní pracovní teplota (např. u feritů) - teplota, při které se μrpoč zmenší na polovinu hodnoty při teplotě 20°C ČINITEL MAGNETOSTRIKCE λ - důležitý parametr pro magnetostrikční materiály - poměr mezi původní délkou a prodloužením MM v magn. poli λ = Δl / l může být kladná nebo záporná hodnota

ČINITEL PRAVOÚHLOSTI β - důležitý parametr MM s pravoúhlou hysterezní křivkou - definuje se z maximální hysterezní křivky daného materiálu - poměr mezi hodnotou B při polovině Hm a Bm (Bs) β = B(Hm/2) / Bm viz obr. B Bs(Bm) B(Hm/2) - H Hm H - Hm/2 - B