Общая характеристика магнитных материалов

В предыдущем параграфе было в достаточной степени выяснено, что участие вещества в тех процессах, которые имеют место в маг­нитном поле, выражается не в том, что отдельные элементы веще­ства обладают якобы определенными „магнитными зарядами", несут на себе определенные магнитные массы. Если это нам иногда кажется и если формально мы имеем право опериро­вать с этими фиктивными массами, то все же суще­ство дела заключается не в этом, а в роли веще­ства как „проводника" магнитного потока, С этой именно точки зрения и приходится оценивать магнитные материалы, кото­рые применяются в тех­нике в качестве элементов того магнитопровода (см. §§ 18 и 19), который обра­зует замкнутую магнитную цепь.

Для правильного конструирования машин и аппаратов, исполь­зующих свойства магнитного потока, необходимо ознакомиться с магнитными свойствами различных материалов. С точки зрения техники наиболее инте­ресными в этом отно­шении являются мате­риалы с сильно выра­женными магнитными качествами, так назы­ваемые ферромагнитные материалы. К числу их относятся железо (Fe), никкель (Ni), кобальт (Со), а также их сплавы. В последнее время по­явились сплавы, не со­держащие ясно выра­женных ферромагнит­ных исходных матери­алов, но тем не менее обладающие довольно заметно выраженными магнитными каче­ствами.

Известно, что основной особенностью ферромагнитных материа­лов является то обстоятельство, что магнитная проницаемость их, во-первых, значительно больше единицы и, во-вторых, зависит от

магнитного состояния вещества. Кроме того, для каждого данного значения Н или В магнитная проницаемость m может иметь бес­численное множество значений, в зависимости от ряда обстоятельств, в особенности от предыдущих магнитных состояний данного ве­щества, от температуры, от механических напряжений и т. д.

Для характеристики магнитных свойств всякого вещества поль­зуются величинами В, Н, m, i, c, которые, как уже указывалось, связаны между собою следующими зависимостями (см. § 2):

В тех случаях, когда магнитная проницаемость не является ве­личиной постоянной, для характеристики магнитных свойств наибо­лее удобно пользоваться графическими изображениями зависимостей между указанными величинами. В технике чаще всего пользуются зависимостями между В и Н, которая в общем имеет вид, указанный на рис. 71.

На этом рисунке в виде примера приведены основные кривые намагничения некоторых употребительных ферромагнитных материалов. Из характера этих кривых мы видим, что с увеличе­нием напряжения магнитного поля Н магнитная индукция В непре­рывно возрастает, причем скорость этого возрастания не постоянна. Точное обследование показывает, что с самого начала возрастание В идет несколько медленнее, чем в последующей стадии намагничения (это ясно видно на кривой чугуна). В дальнейшем же, после дости­жения второго перегиба, скорость возрастания В уменьшается.

На рис. 72 дана кривая m= f(B) для некоторого сорта железа.

Как видим, величина m сначала растет, затем, по достижении ма­ксимума, начинает убывать, стремясь в пределе (при больших индук­циях) к m=1.

Иногда интересно иметь кривые, связывающие Н и I. Но из приведенного выше равенства: В= m₀ H +4p I видно, что, имея кри­вую B=f(H), можно простым пересчетом получить кривую I=f(H). Ограничимся поэтому более подробным рассмотрением графической зависимости только между В, m. и Н, которыми в технике, как указано выше, почти исключительно и пользуются.