Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
ПОТЕРИ МАГНИТНЫЕ

ПОТЕРИ МАГНИТНЫЕ

ПОТЕРИ МАГНИТНЫЕ - эл.-магн. энергия, превращающаяся в теплоту в образце магнитоупорядочен-ного вещества при его перемагничивании перем. магн. полем Н. Существует неск. механизмов П. м. Наиб. универсальный из них, характерный для широкого класса магнитоупорядоченных веществ, связан с гистерезисом магнитным. При циклич. перемагничивании образцов в результате отставания изменения намагниченности М от изменения Н, связанного с общими причинами магн. гистерезиса, зависимость М от Н в координатах H, М имеет вид замкнутых петель (петли гистерезиса). Это означает, что лишь часть энергии, передаваемая образцу внеш. полем при намагничивании, возвращается им при размагничивании. Др. часть превращается в теплоту, теряется. Мерой теряемой энергии служит площадь петли. Эти потери, существующие даже при квазистатич. перемагничивании, наз. г и с т е-резисными потерями (ГП). При расчёте на один цикл перемагничивания плотность энергии связанная с ГП, может быть определена по ф-ле

где интегрирование ведётся по замкнутой петле гистерезиса. Часто вводят также мощность потерь в единице объёма (- частота изменения магн. индукции) и уд. потери где - плотность вещества.

В проводящих ферромагнетиках, в частности в таких практически важных, как эл.-техн. стали, помимо ГП важную роль играют также потери на вихревые токи. Механизм возникновения таких токов в ферромагн. металлах связан с изменением магн. индукции В за счёт движения доменных стенок (ДС) под действием H. В процессе динамич. перемагничивания ДС, смещаясь, могут сильно изгибаться, а доменная

структура - дробиться и коренным образом перестраиваться. Всё это решающим образом сказывается на той части уд. П. м. к-рая обусловлена вихревыми токами. Экспериментально установлено, что нелинейным образом зависит от частоты и ширины доменов L, а также имеет немонотонную зависимость от угла между осью лёгкого намагничивания и направлением Н. Расчёт представляет большие трудности (из-за сложности учёта динамики ДС) и может быть выполнен лишь в простейших случаях, напр. для очень тонкого проводящего ферромагн. монокристаллич. листа с плоскостью поверхности, параллельной кристаллографич. плоскости типа [110]. В случае перемагничивания этого листа вдоль направления [100], лежащего в плоскости его поверхности, приближённый расчёт даёт

где - т. н. классич. П. м., вычисленные без учёта влияния ДС, - амплитудное значение индукции, с- скорость света, d- толщина кристалла, - уд. электрич. сопротивление. Из ф-лы (2) следует, что при прочих равных условиях тем меньше, чем меньше L. Детальный учёт динамики ДС даёт для полных потерь результаты, согласующиеся с экспериментом, и тем самым решает проблему т. н. дополнит, потерь (отличие величины от измеренных уд. потерь).

В поликристаллич. магнитоупорядоченных веществах большая часть П. м. приходится на Для уменьшения в сталях обычно создают магнитную текстуру. Однако при высокосовершенной текстуре велик размер кристаллич. зёрен, а следовательно велико L, что отрицательно сказывается на Т. о., для уменьшения P необходима оптим. текстура. а также P немонотонно зависят от угла наклона b плоскости листа к плоскости [110]. Наим. значение полных П. м. соответствует углу при отсутствии разориентации кристаллов в плоскости листа. Для уменьшения на листы эл.-техн. стали наносят магнитоактивные покрытия, к-рые не только выполняют роль электроизоляции, но и при соответствующем подборе коэф. термич. расширения приводят также к растяжению листов, что уменьшает и снижает Р.

Обычно внизу справа у буквы, обозначающей П. м., пишут дробный индекс. Числитель его указывает индукцию в теслах, знаменатель - частоту в герцах. Так, - это уд. П. м., измеренные при индукции 1,7 Тл и частоте 50 Гц. В лучших марках стали, выпускаемых в мире, = 0,82 Вт/кг при толщине листа 0,22 мм.

В неметаллич. ферромагнетиках помимо гистерезис -ных потерь иногда оказываются существенными потери, связанные с разд. процессами релаксации магн. момента: спин-спиновой релаксации и спин-решёточной релаксации (см. Релаксация магнитная).

Лит.: Дружинин В. В., Магнитные свойства электротехнической стали, 2 изд., М., 1974; Зайкова В. А., Fи-липпов Б. Н., Шур Я. С., Доменная структура и электромагнитные потери в трансформаторной стали, в сб.: Структура и свойства электротехнической стали, Труды ИФМ, в. 33, Свердловск, 1977; Филиппов Б. Н., Танкеев А. П., Динамические эффекты в ферромагнетиках с доменной структурой, М., 1987. Б. Н. Филиппов.