Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
 МегаЛекции

Общие электрические и физические свойства магнитных материалов




Намагниченностью материала J называется суммарный магнитный момент электронов в единице объема.

Намагниченность материала равна 0 в случае, когда он не был намагничен, и внешнее магнитное поле отсутствует. Под воздействием магнитного поля со средней напряженностью Н внутри тела намагниченность равна:

J=c'H, (43)

где c - магнитная восприимчивость.

Магнитная индукция вещества В связана с намагниченностью:

В=В0+J=B0+c'H, (44)

где В0 – магнитная индукция вещества в отсутствии внешнего магнитного поля.

Относительная магнитная проницаемость

m=1+ /m0, (45)

где m0=4p'10-7 Гн/м - магнитная постоянная вакуума.

 

Классификация материалов по магнитным свойствам:

 

Материалы Магнитная восприимчивость c
Диамагнетики <0
Парамагнетики »0
Ферромагнетики >>0

 

Остаточной индукцией Br называют индукцию, которая остается в предварительно намагниченном образце после снятия внешнего магнитного поля.

Коэрцитивная сила Hc – напряженность размагничивающего поля, которое должно быть приложено к предварительно намагниченному образцу для того, чтобы магнитная индукция в нем стала равной нулю.

Энергетические потери на гистерезис за один цикл перемагничивания, отнесенные к единице объема вещества (удельные потери):

; (46)

Зависимость магнитной индукции материала от напряженности внешнего магнитного поля имеет форму петли гистерезиса.

 

Классификация материалов по форме петли гистерезиса:

Материал Форма петли гистерезиса Применение
Магнитомягкие Узкая, округлая, небольшая площадь, Нс®0 Сердечники трансформаторов и электрические машины.
Материалы с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ) Узкая, округлая, небольшая площадь, Нс®0 Элементы памяти.
Магнитотвердые Широкая, Нс>>0 Для изготовления постоянных магнитов.

 

Дополнительные параметры магнитных материалов вводят в частных областях по признакам применения.

Например, для магнитных материалов с прямоугольной петлей гистерезиса, основой элементов памяти, важным параметром является коэффициент переключения:

Sф=t(Нm-H0), (47)

где Нm- напряженность магнитного поля, соответствующая максимальной магнитной индукции Вm:

Нm»4/3Hc (48)

t - время переключения элемента памяти, т.е. время необходимое для перехода из одного магнитного состояния в другое, например, от -Вr до +Вr;

Н0 – напряженность поля старта, т.е. минимальная напряженность поля, необходимое для такого перехода.

Для магнитодиэлектрика, состоящего из связующего диэлектрика и магнитного наполнителя магнитная проницаемость m:

m=mаa, (49)

где mа- магнитная проницаемость наполнителя.

Диэлектрическая проницаемость магнитодиэлектрика:

e=emaeД1-a, (50)

где em, eД – диэлектрическая проницаемость наполнителя и диэлектрика соответственно;

a - объемное содержание магнитного материала.

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение1. Физические параметры чистых металлов (при 20°С)

Металл Плотность, Мг/м3 Температура плавления,°С Температурный коэффициент линейного расширения, αl∙106,К-1 Удельное сопротивление, мкОм∙м Температурный коэффициент удельного сопротивления, αρ∙106,К-1 Работа выхода, эВ Абсолютная удельная термо –эдс,мкВ∙К-1 Период решетки,нм
Алюминий 2,7   21,0 0,027 4,1 4,25 -1,3 а=0,404
Вольфрам 19,3   4,4 0,055 5,0 4,54 +2,0 0,316
Железо 7,87   10,7 0,097 6,3 4,31 +16,6 0,286
Золото 19,3   14,0 0,023 3,9 4,30 +1,5 0,407
Кобальт 8,85   13,5 0,064 6,0 4,41 -20,1 а=0.251 с=0,407
Медь 8,92   16,6 0,017 4.3 4,40 +1,8 а=0.361
Молибден 10,2   5.3 0,050 4,3 4,30 +6,3 0,314
Натрий 0,97   72,0 0,042 5,5 2,35 -8,7 0,428
Никель 8,96   13,2 0,068 6,7 4,50 -19.3 0,352
Олово 7,29   23,0 0,113 4,5 4,38 -1,1 а=0.583 с=0,318
Платина 21,45   9,5 0,098 3,9 5,32 -5,1 а=0,392
Свинец 11,34   38,3 0,190 4,2 4,00 -1,2 0,494
Серебро 10,49   18,6 0,015 4,1 4,30 +1,5 0,408
Тантал 16,6   6,6 0,124 3,8 4,12 -2,5 0,330
Хром 7,19   6,2 0,130 2,4 4,58 +18,0 0,288
Цинк 7.14   30,0 0,059 4,1 4,25 +1,5 а=0.266 с=0,494

 

Приложение 2. Параметры полупроводников (Т=300К)

Полупроводник Период решетки, нм Плотность, Мг/м3 Температура плавления,°С Температурный коэффициент линейного расширения, αl∙106,К-1 Ширина запрещенной зоны ΔЕg, эВ Подвижность электронов.м2/В∙с Подвижность дырок.м2/В∙с НЧ диэлектрическая проницаемость
Ge 0,565 5,43   5,8 0,67 3,9 0,39 0,18 16,0
Si 0,542 2,33   2,3 1.12 2,8 0,14 0,05 12,5
α-SiC а=0,308 с=15.12 3,22   - 3.02   0.033 0,06 10,0
GaN а=0,319 с=0.518 6,11   5,7 3,40 3,9 0,03 - 12,2
AlP 0,546 2,37   4,2 2,45 2,6 0,008 0,003 9,8
GaP 0,545 4,07   4,7 2,26 4,7 0,019 0,012 11,1
InP 0,587 4,78   4,6 1,35 2,8 0,46 0,015 12,4
AlAs 0,566 3,60   3,5 2,16 4,0 0,028 -10,1  
GaAs 0.565 5,32   5,4 1,43 4,0 0,95 0,045 13,1
InAs 0,606 5,67   4,7 0,36 3,5 3,3 0,046 14.6
AlSb 0,614 4.28   4,2 1,58 3.5 0,02 0,055 14,4
GaSb 0,610 5,65   6,1 0,72 3,6 0,4 0,14 15,7
InSb 0.648 5.78   4,9 0,18 3,0 7,8 0,075 17,7
ZnS 0,541 4.09 1020* - 3,67 5.3 - - 5,2
CdS а=0,413 с=0,675 4,82   5.7 2,53 4,9 0,034 0,011 5,4
ZnSe 0,566 5.42   1,9 2,73 7,2 0,026 0,0015 9,2
CdSe а=0,430 с=0,701 5,81   - 1,85 4,1 0,072 0,0075 10,0
ZnTe 0,610 6,34   8,3 2,23 - 0,053 0,003 10,4
CdTe 0,648 5,86   4,0 1,51 4,1 0,12 0,006 10,2
HgTe 0,646 8,09   4,8 0,08 - 2,5 0,02 -
PbS 0,594 7,61   - 0,39 3,3 0,06 0,07 17,0
PbSe 0,612 8,15   - 0,27 4,0 0,12 0,10 -
PbTe 0,646 8,16   - 0,32 4,3 0,08 0,09 30,0

 

Приложение 3. Параметры диэлектрических материалов

Диэлектрик Удельное объемное сопротивление, Ом∙м Относительная диэлектрическая проницаемость Температурный коэффициент диэлектрической проницаемости, αε∙106, К-1 Тангенс угла диэлектрических потерь при 1 МГц Электрическая прочность, МВ/м
Полиэтилен 1014-1015 2,3-2.4 -(200-300) (2-5)∙10-4 40-150*
Полистирол 1014-1016 2,5-2,6 -(150-200) (2-4)∙10-4 20-110*
Фторпласт-4 1014-1016 1,9-2,2 -(150-300) (2-3)∙10-4 40-250*
Полипропилен 1012-1015 2.0 -(200-300) (3-5)∙10-4 30-150*
Лавсан 1014-1015 3,1-3.2 +(400-600) (3-10)∙10-3 20-180*
Поликарбонад 1014-1015 3,0 +(50-100) (2-60)∙10-3 30-150*
Полиамид 1015-1016 3.5 - (1-2)∙10-3 30-200*
Поливинилхлорид 109-1013 3.1-3,4 - 0,015-0,018 35-45
Гетинакс 108-1010 3.0-6,0 - 0,04-0,08 15-30
Стеклотестолит 108-1011 5.5-6,0 - 0,02-0,04 15-35
Бакелит 108-1011 4,0 - 0,01 12-50*
Эпоксидные компаунды 1012-1014 3.3-6,0 - 0,01 20-35
Слюда 1012-1014 6,0-8,0 +(10-20) (1-6)∙10-4 100-250*
Кварцевое стекло 1016 3.8-4,2 - (2-3)∙10-4 40-400*
Щелочные стекла 1010-1015 5-10 +(30-500) (5-250)∙10-4 40-400*
Ситаллы 108-1012 5-10 - (1-80)∙10-4 25-85
Изоляторный фарфор 109-1011 5-8 - 0,02-0,03 25-30
Ультрафарфор 1012-1015 7-10 +(80-140) (1-10)∙10-4 20-45
Алюминоксид 1014-1015 8,5-9,5 +(100-120) (1-2)∙10-4 25-30
Поликор 1016   +(80-100) (1-2)∙10-4 30-45
Брокерит 1016 6-7 +(40-80) (2-5)∙10-4 30-45
Диэлектрик Удельное объемное сопротивление, Ом∙м Относительная диэлектрическая проницаемость Температурный коэффициент диэлектрической проницаемости, αε∙106, К-1 Тангенс угла диэлектрических потерь при 1 МГц Электрическая прочность, МВ/м
Стеатиновая керамика 1013-1015   6-8 +(70-180) (6-8)∙10-4 25-40
Цельзиановая керамика 1012-1013     6-7 +(60-70) (1-2)∙10-4 35-45
Рутиловая керамика 109-1012     40-300 -(80-2200) (2-10)∙10-4 10-30
Сегнетокерамика 109-1011     900-20000 - 0,05-0,3 4-10

Примечание: *Верхние пределы указаны для тонких пленок

 

 

Приложение 4. Параметры магнитомягких материалов (при 20°С)

Магнитный материал Магнитная проницаемость Коэрцитивная сила, А/м Остаточная индукция, Тл Индукция насыщения, Тл Температура Кюри,°С Удельное сопротивление, Ом∙м
начальная максимальная
Технически чистое железо 250-400 3500—4500 50-100 2,0 2,18   0,1∙10-6
Электротехническая сталь 200-600 3000-8000 10-65 0,5-1,9 1,95-2.02 760-740 (0,25-0,6)∙10-6
Низконикелевые пермаллои 1500-4000 15000-60000 5-32 0,3-0,5 1,0-1,6 400-500 (0,45-0,9)∙10-6
Высоконикелевые пермаллои 7000=100000 50000-300000 0,65-5 0,5-0.7 0,65-1,05 400-600 (0,16-0,85)∙10-6
Супепермаллой     0,3 - 0,8   0,6∙10-6
НЧ феррит марки:            
20000НМ     0.24 0,11 0,35*   0,001
6000НМ 4800-8000     0,11 0,35*   0,1
2000НМ 1500-2300     0,13 0,38*   0.5
2000НН 1800-2400     0,10 0,25*    
600НН 500-800     0,12 0,28*    
400НН 320-500     0,13 0,26*    
ВЧ феррит марки:              
100ВЧ 80-120     0,15 -   105
20ВЧ 16-24     0,1 -   106
Магнитодиэлектрики на основе:              
Альсифера 20-90 - 400-500 0.02-0,05 - - (1-10)∙10-4
Молибденового пермаллоя 60-250 -   0,007-0.02 - - -

Примечание:*При Н=800А/м

 

 

Приложение 5.Варианты заданий контрольной работы, соответствующие двум последним цифрам студенческого билета или цифрам пароля

 

    3.1 Проводники   3.2 Полупроводники   3.3 Диэлектрики 3.4 Магнитные материалы
№ варианта Задание 1 Задание 2 Задание 3 Задание 4 Задние 5 Задние 6 Задние 7 Задние 8 Задние 9 Задние 10
  1.1 1.5 2.1 2.7 3.1 3.8 3.15 3.22 4.1 4.6
  1.1 1.6 2.1 2.8 3.1 3.9 3.15 3.23 4.1 4.7
  1.1 1.7 2.1 2.9 3.1 3.10 3.15 3.24 4.1 4.8
  1.1 1.8 2.1 2.10 3.1 3.11 3.15 3.25 4.1 4.9
  1.2 1.5 2.1 2.11 3.1 3.12 3.15 3.26 4.1 4.10
  1.2 1.6 2.1 2.12 3.1 3.13 3.15 3.27 4.2 4.6
  1.2 1.7 2.2 2.7 3.1 3.14 3.15 3.28 4.2 4.7
  1.2 1.8 2.2 2.8 3.2 3.8 3.16 3.22 4.2 4.8
  1.3 1.5 2.2 2.9 3.2 3.9 3.16 3.23 4.2 4.9
  1.3 1.6 2.2 2.10 3.2 3.10 3.16 3.24 4.2 4.10
  1.3 1.7 2.2 2.11 3.2 3.11 3.16 3.25 4.3 4.6
  1.3 1.8 2.2 2.12 3.2 3.12 3.16 3.26 4.3 4.7
  1.4 1.5 2.3 2.7 3.2 3.13 3.16 3.27 4.3 4.8
  1.4 1.6 2.3 2.8 3.2 3.14 3.16 3.28 4.3 4.9
  1.4 1.7 2.3 2.9 3.3 3.8 3.17 3.22 4.3 4.10
  1.4 1.8 2.3 2.10 3.3 3.9 3.17 3.23 4.4 4.6
  1.1 1.2 2.3 2.11 3.3 3.10 3.17 3.24 4.4 4.7
  1.1 1.3 2.3 2.12 3.3 3.11 3.17 3.25 4.4 4.8
  1.1 1.4 2.4 2.7 3.3 3.12 3.17 3.26 4.4 4.9
  1.2 1.3 2.4 2.8 3.3 3.13 3.17 3.27 4.4 4.10
  1.2 1.4 2.4 2.9 3.3 3.14 3.17 3.28 4.5 4.6
  1.3 1.4 2.4 2.10 3.4 3.8 3.18 3.22 4.5 4.7
  1.1 1.5 2.4 2.11 3.4 3.9 3.18 3.23 4.5 4.8
  1.1 1.6 2.4 2.12 3.4 3.10 3.18 3.24 4.5 4.9
  1.1 1.7 2.5 2.7 3.4 3.11 3.18 3.25 4.5 4.10
  1.1 1.8 2.5 2.8 3.4 3.12 3.18 3.26 4.1 4.2
  1.2 1.5 2.5 2.9 3.4 3.13 3.18 3.27 4.1 4.3
  1.2 1.6 2.5 2.10 3.4 3.14 3.18 3.28 4.1 4.4
  1.2 1.7 2.5 2.11 3.5 3.8 3.19 3.22 4.1 4.5
  1.2 1.8 2.5 2.12 3.5 3.9 3.19 3.23 4.2 4.3
  1.3 1.5 2.6 2.7 3.5 3.10 3.19 3.24 4.2 4.4
  1.3 1.6 2.6 2.8 3.5 3.11 3.19 3.25 4.2 4.5
  1.3 1.7 2.6 2.9 3.5 3.12 3.19 3.26 4.3 4.4
  1.3 1.8 2.6 2.10 3.5 3.13 3.19 3.27 4.3 4.5
  1.4 1.5 2.6 2.11 3.5 3.14 3.19 3.28 4.4 4.5
  1.4 1.6 2.6 2.12 3.6 3.8 3.20 3.22 4.1 4.6
  1.4 1.7 2.1 2.2 3.6 3.9 3.20 3.23 4.1 4.7
  1.4 1.8 2.1 2.3 3.6 3.10 3.20 3.24 4.1 4.8
  1.1 1.2 2.1 2.4 3.6 3.11 3.20 3.25 4.1 4.9
  1.1 1.3 2.1 2.5 3.6 3.12 3.20 3.26 4.1 4.10
  1.1 1.4 2.1 2.6 3.6 3.13 3.20 3.27 4.2 4.6
  1.2 1.3 2.2 2.3 3.6 3.14 3.20 3.28 4.2 4.7
  1.2 1.4 2.3 2.4 3.7 3.8 3.21 3.22 4.2 4.8
  1.3 1.4 2.3 2.5 3.7 3.9 3.21 3.23 4.2 4.9
  1.1 1.5 2.3 2.6 3.7 3.10 3.21 3.24 4.2 4.10
  1.1 1.6 2.4 2.5 3.7 3.11 3.21 3.25 4.3 4.6
  1.1 1.7 2.4 2.6 3.7 3.12 3.21 3.26 4.3 4.7
  1.1 1.8 2.5 2.6 3.7 3.13 3.21 3.27 4.3 4.8
  1.2 1.5 2.1 2.7 3.7 3.14 3.21 3.28 4.3 4.9
  1.2 1.6 2.1 2.8 3.1 3.2 3.15 3.16 4.3 4.10
  1.2 1.7 2.1 2.9 3.1 3.3 3.15 3.17 4.4 4.6
  1.2 1.8 2.1 2.10 3.1 3.4 3.15 3.18 4.4 4.7
  1.3 1.5 2.1 2.11 3.1 3.5 3.15 3.19 4.4 4.8
  1.3 1.6 2.1 2.12 3.1 3.6 3.15 3.20 4.4 4.9
  1.3 1.7 2.2 2.7 3.1 3.7 3.15 3.21 4.4 4.10
  1.3 1.8 2.2 2.8 3.2 3.3 3.16 3.17 4.5 4.6
  1.4 1.5 2.2 2.9 3.2 3.4 3.16 3.18 4.5 4.7
  1.4 1.6 2.2 2.10 3.2 3.5 3.16 3.19 4.5 4.8
  1.4 1.7 2.2 2.11 3.2 3.6 3.16 3.20 4.5 4.9
  1.4 1.8 2.2 2.12 3.2 3.7 3.16 3.21 4.5 4.10
  1.1 1.2 2.3 2.7 3.3 3.4 3.17 3.18 4.1 4.2
  1.1 1.3 2.3 2.8 3.3 3.5 3.17 3.19 4.1 4.3
  1.1 1.4 2.3 2.9 3.3 3.6 3.17 3.20 4.1 4.4
  1.2 1.3 2.3 2.10 3.3 3.7 3.17 3.21 4.1 4.5
  1.2 1.4 2.3 2.11 3.4 3.5 3.18 3.19 4.2 4.3
  1.3 1.4 2.3 2.12 3.4 3.6 3.18 3.20 4.2 4.4
  1.1 1.5 2.4 2.7 3.4 3.7 3.18 3.21 4.2 4.5
  1.1 1.6 2.4 2.8 3.5 3.6 3.19 3.20 4.3 4.4
  1.1 1.7 2.4 2.9 3.5 3.7 3.19 3.21 4.3 4.5
  1.1 1.8 2.4 2.10 3.6 3.7 3.20 3.21 4.4 4.5
  1.2 1.5 2.4 2.11 3.1 3.8 3.17 3.22 4.1 4.6
  1.2 1.6 2.4 2.12 3.1 3.9 3.17 3.23 4.1 4.7
  1.2 1.7 2.5 2.7 3.1 3.10 3.17 3.24 4.1 4.8
  1.2 1.8 2.5 2.8 3.1 3.11 3.17 3.25 4.1 4.9
  1.3 1.5 2.5 2.9 3.1 3.12 3.17 3.26 4.1 4.10
  1.3 1.6 2.5 2.10 3.1 3.13 3.17 3.27 4.2 4.6
  1.3 1.7 2.5 2.11 3.1 3.14 3.17 3.28 4.2 4.7
  1.3 1.8 2.5 2.12 3.2 3.8 3.18 3.22 4.2 4.8
  1.4 1.5 2.6 2.7 3.2 3.9 3.18 3.23 4.2 4.9
  1.4 1.6 2.6 2.8 3.2 3.10 3.18 3.24 4.2 4.10
  1.4 1.7 2.6 2.9 3.2 3.11 3.18 3.25 4.3 4.6
  1.4 1.8 2.6 2.10 3.2 3.12 3.18 3.26 4.3 4.7
  1.1 1.2 2.6 2.11 3.2 3.13 3.18 3.27 4.3 4.8
  1.1 1.3 2.6 2.12 3.2 3.14 3.18 3.28 4.3 4.9
  1.1 1.4 2.1 2.2 3.3 3.8 3.19 3.22 4.3 4.10
  1.2 1.3 2.1 2.3 3.3 3.9 3.19 3.23 4.4 4.6
  1.2 1.4 2.1 2.4 3.3 3.10 3.19 3.24 4.4 4.7
  1.3 1.4 2.1 2.5 3.3 3.11 3.19 3.25 4.4 4.8
  1.1 1.5 2.1 2.6 3.3 3.12 3.19 3.26 4.4 4.9
  1.1 1.6 2.2 2.3 3.3 3.13 3.19 3.27 4.4 4.10
  1.1 1.7 2.3 2.4 3.3 3.14 3.19 3.28 4.5 4.6
  1.1 1.8 2.3 2.5 3.4 3.8 3.20 3.22 4.5 4.7
  1.2 1.5 2.3 2.6 3.4 3.9 3.20 3.23 4.5 4.8
  1.2 1.6 2.4 2.5 3.4 3.10 3.20 3.24 4.5 4.9
  1.2 1.7 2.4 2.6 3.4 3.11 3.20 3.25 4.5 4.10
  1.2 1.8 2.5 2.6 3.4 3.12 3.20 3.26 4.1 4.2
  1.3 1.5 2.2 2.7 3.4 3.13 3.20 3.27 4.1 4.3
  1.3 1.6 2.1 2.6 3.4 3.14 3.20 3.28 4.1 4.4

 

Наталья Евгеньевна Фадеева

 

Материалы электронных средств

 

Контрольные задания и методические

указания к их выполнению

 

Редактор:

Корректор:

 

Подписано в печать,

формат бумаги 62х84/16, отпечатано на ризографе, шрифт №10,

изд. л. 2,4, заказ №, тираж. СибГУТИ

630102, Новосибирск, ул. Кирова, 86.
Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...