Elektrotechnologie 5

Magnetické materiály Schopnost tělesa přitahovat předměty Princip: V magnetu jsou elementární magnety = elektrony, jejichž magnetická pole φo se skládají do výsledného pole φ. Elementární magnet má dva neoddělitelné póly = elementární mag.dipól Magnetizmus je projevem pohybu elektrického náboje. Elektrony pohybující se po orbitách kolem jádra indukují orbitální magnetický moment ML : ML = l · mB kde l je vedlejší kvantové číslo a mB je Bohrův magneton (mB = 9,27 · 10-24 A m-2), který je považován za nejmenší kvantum magnetizmu. Elektrony kromě orbitálního pohybu dělají i spinový pohyb. Stejně jako spinové kvantové číslo elektron může nabývat pouze dvou hodnot ± ½, tak i spinový magnetický moment může nabýt pouze dvě hodnoty ± mB. Jak dráhové, tak i spinové magnetické momenty elektronů mohou být částečně nebo úplně vykompenzované. To má vliv na chování látek v magnetickém poli - jejich magnetické vlastnosti.

Rozdělení magnetických materiálů Elektrony (magnetické dipóly) blízko sebe – vytvářejí oblasti se stejnou orientací dipólu = magnetické domény (Weissovy magnetické oblasti) Podle seřazení dipólů jsou látky: Feromagnetika, antiferomagnetika, ferimagnetika – vytvářejí magnetické domény Paramagnetika – nevytvářejí magnetické domény

Vlastnosti Magnetické pole v materiálu lze ohodnotit: Silovým účinkem - Intenzita magnetického pole - H (A/m) Siločáry Indukčním účinkem (volty naindukované v jednom závitu drátu cívky při změně pole přes plochu závitu za jednu sekundu) – B (Wb/m2) Převodní součinitel mezi B a H ve vakuu μo = B/H μo = 4.π.10-7 H/m Relativní permeabilita μr je bezrozměrná veličina, která charakterizuje magnetické vlastnosti látek - materiálová konstanta. Relativní permeabilita je definovaná: μr = 1 + χm Kde χm - relativní susceptibilita.

Relativní permeabilita vybraných látek Materiál μr Hliník 1,000 023 Kyslík kapalný 1,003 620 Kyslík plynný 1,000 001 86 Platina 1,000 264 Bizmut 0,999 848 Kuchyňská sůl 0,999 984 1 Měď 0,999 990

Hysterzní smyčka

Typy magnetických materiálů Magneticky měkké materiály Použití: transformátorové plechy, plechy elektromotorů Slitiny železa a niklu Čisté železo Křemíková ocel Kobaltová ocel Práškové magneticky měkké materiály Magnetit Magneticky měkké ferity Magneticky tvrdé materiály Permanentní magnety (kalená uhlíková ocel, slitina ALNI, slitina ALNICO,magnetická keramika Magnetické materiály pro záznam dat