การจำแนกประเภทและลักษณะพื้นฐานของวัสดุแม่เหล็ก
สารทั้งหมดในธรรมชาติเป็นแม่เหล็กในแง่ที่ว่ามีคุณสมบัติทางแม่เหล็กบางอย่างและมีปฏิสัมพันธ์กับสนามแม่เหล็กภายนอกในลักษณะหนึ่ง
วัสดุที่ใช้ในเทคโนโลยีนี้เรียกว่าแม่เหล็กโดยคำนึงถึงคุณสมบัติทางแม่เหล็ก คุณสมบัติทางแม่เหล็กของสารขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางแม่เหล็กของอนุภาคขนาดเล็ก โครงสร้างของอะตอมและโมเลกุล
การจำแนกประเภทของวัสดุแม่เหล็ก
วัสดุแม่เหล็กแบ่งออกเป็นแม่เหล็กอ่อนและแม่เหล็กแรง
การเป็นแม่เหล็กอย่างอ่อน ได้แก่ ไดอะแมกเน็ทและพาราแมกเน็ท
แม่เหล็กแรงสูง - แม่เหล็กเฟอร์โรแมกเนติก ซึ่งสามารถเป็นแม่เหล็กอ่อนและแข็งเป็นแม่เหล็กได้ ความแตกต่างในคุณสมบัติทางแม่เหล็กของวัสดุสามารถระบุได้จากการซึมผ่านของแม่เหล็กสัมพัทธ์
Diamagnets หมายถึงวัสดุที่อะตอม (ไอออน) ไม่มีโมเมนต์แม่เหล็กที่เป็นผลลัพธ์ ภายนอก ไดอะแมกเน็ตจะปรากฏตัวออกมาโดยถูกผลักออกจากสนามแม่เหล็ก ได้แก่ สังกะสี ทองแดง ทอง ปรอท และวัสดุอื่นๆ
Paramagnets เรียกว่าวัสดุ อะตอม (ไอออน) ซึ่งส่งผลให้เกิดโมเมนต์แม่เหล็กโดยไม่ขึ้นกับสนามแม่เหล็กภายนอก ภายนอก พาราแมกเนติกแสดงออกมาผ่านแรงดึงดูด สนามแม่เหล็กที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน… ได้แก่ อะลูมิเนียม แพลทินัม นิกเกิล และวัสดุอื่นๆ
แม่เหล็กเฟอร์โรแมกเนติกเรียกว่าวัสดุที่สนามแม่เหล็ก (ภายใน) ของตัวเองสามารถสูงกว่าสนามแม่เหล็กภายนอกที่ก่อให้เกิดเป็นร้อยเป็นพันเท่า
ร่างกายของ ferromagnetic แต่ละตัวถูกแบ่งออกเป็นภูมิภาค - พื้นที่เล็ก ๆ ของการสะกดจิตที่เกิดขึ้นเอง (เกิดขึ้นเอง) ในกรณีที่ไม่มีสนามแม่เหล็กภายนอก ทิศทางของเวกเตอร์แม่เหล็กของภูมิภาคต่างๆ จะไม่ตรงกัน และการดึงดูดของวัตถุทั้งหมดอาจเป็นศูนย์
กระบวนการดึงดูดแม่เหล็กไฟฟ้าแบบเฟอร์โรแมกเนติกมีสามประเภท:
1. กระบวนการเปลี่ยนกลับของโดเมนแม่เหล็ก ในกรณีนี้ มีการเคลื่อนตัวของขอบเขตของพื้นที่ซึ่งเน้นใกล้กับทิศทางของสนามภายนอกมากที่สุด เมื่อนำฟิลด์นี้ออก โดเมนจะเลื่อนไปในทิศทางตรงกันข้าม พื้นที่ของการกระจัดของโดเมนที่ผันกลับได้จะอยู่ที่ส่วนเริ่มต้นของเส้นโค้งการสะกดจิต
2. กระบวนการของการกระจัดของโดเมนแม่เหล็กกลับไม่ได้ ในกรณีนี้ การกระจัดของขอบเขตระหว่างโดเมนแม่เหล็กจะไม่ถูกลบออกด้วยสนามแม่เหล็กที่ลดลง ตำแหน่งเริ่มต้นของโดเมนสามารถทำได้ในกระบวนการกลับขั้วแม่เหล็ก
การแทนที่ของขอบเขตโดเมนแบบย้อนกลับไม่ได้นำไปสู่การปรากฏ ฮิสเทรีซิสแม่เหล็ก — ความล่าช้าของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กจาก ความแรงของสนาม.
3. กระบวนการหมุนเวียนโดเมน ในกรณีนี้ ความสมบูรณ์ของกระบวนการแทนที่ของขอบเขตโดเมนจะนำไปสู่ความอิ่มตัวทางเทคนิคของวัสดุในพื้นที่อิ่มตัว พื้นที่ทั้งหมดจะหมุนไปตามทิศทางของสนาม ฮิสเทรีซิสลูปที่มาถึงบริเวณความอิ่มตัวเรียกว่าขอบเขต
วงจรฮิสเทรีซิสที่จำกัดมีลักษณะดังต่อไปนี้: Bmax — การเหนี่ยวนำความอิ่มตัว; Br — การเหนี่ยวนำที่เหลือ; Hc — แรงหน่วงเหนี่ยว (บีบบังคับ)
วัสดุที่มีค่า Hc ต่ำ (รอบฮิสเทรีซิสแคบ) และสูง การซึมผ่านของแม่เหล็ก เรียกว่าแม่เหล็กอ่อน
วัสดุที่มีค่า Hc สูง (ลูปฮิสเทอรีซิสกว้าง) และการซึมผ่านของแม่เหล็กต่ำเรียกว่าวัสดุที่แข็งทางแม่เหล็ก
ในระหว่างการทำให้เป็นแม่เหล็กของแม่เหล็กเฟอร์โรแมกเนติกในสนามแม่เหล็กสลับ จะมีการสังเกตการสูญเสียพลังงานความร้อนอยู่เสมอ นั่นคือวัสดุจะร้อนขึ้น การสูญเสียเหล่านี้เกิดจากฮิสเทอรีซิสและ การสูญเสียกระแสไหลวน… การสูญเสียฮิสเทรีซิสเป็นสัดส่วนกับพื้นที่ของลูปฮิสเทรีซิส การสูญเสียกระแสไหลวนขึ้นอยู่กับความต้านทานไฟฟ้าของแม่เหล็กเฟอร์โรแมกเนติก ยิ่งความต้านทานสูง กระแสไหลวนก็จะยิ่งลดลง
วัสดุแม่เหล็กอ่อนและแข็งแม่เหล็ก
วัสดุแม่เหล็กอ่อนประกอบด้วย:
1. เหล็กบริสุทธิ์ทางเทคนิค (เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำที่ใช้ไฟฟ้า)
3. โลหะผสมเหล็ก-นิกเกิลและเหล็ก-โคบอลต์
4. เฟอร์ไรต์แม่เหล็กอ่อน
คุณสมบัติทางแม่เหล็กของเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ (ในทางเทคนิคคือเหล็กบริสุทธิ์) ขึ้นอยู่กับสิ่งเจือปน การบิดเบี้ยวของตาข่ายคริสตัลเนื่องจากการเสียรูป ขนาดเกรน และการอบชุบด้วยความร้อน เนื่องจากมีความต้านทานต่ำ เหล็กบริสุทธิ์ในเชิงพาณิชย์จึงไม่ค่อยถูกนำมาใช้ในงานวิศวกรรมไฟฟ้า ส่วนใหญ่ใช้สำหรับวงจรฟลักซ์แม่เหล็กกระแสตรง
เหล็กซิลิกอนไฟฟ้าเป็นวัสดุแม่เหล็กหลักสำหรับการบริโภคจำนวนมาก เป็นโลหะผสมเหล็ก-ซิลิกอน การผสมกับซิลิกอนช่วยให้คุณลดแรงบีบบังคับและเพิ่มความต้านทาน นั่นคือลดการสูญเสียกระแสไหลวน
เหล็กแผ่นไฟฟ้าที่จำหน่ายเป็นแผ่นหรือม้วนเดี่ยว และเหล็กเส้นที่จำหน่ายเป็นม้วนเท่านั้น เป็นผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปที่มีไว้สำหรับการผลิตวงจรแม่เหล็ก (แกนกลาง)
แกนแม่เหล็กถูกสร้างขึ้นจากแผ่นแต่ละแผ่นที่ได้จากการปั๊มหรือตัด หรือโดยการม้วนจากแถบ
เรียกว่าโลหะผสมนิกเกิล-เหล็กเปอร์มาลอยด์... มีการซึมผ่านของแม่เหล็กเริ่มต้นสูงในบริเวณที่มีสนามแม่เหล็กอ่อน Permalloy ใช้สำหรับแกนของหม้อแปลงไฟฟ้าขนาดเล็ก โช้ก และรีเลย์
เฟอร์ไรต์เป็นเซรามิกแม่เหล็กที่มีความต้านทานสูง สูงกว่าเหล็กถึง 1,010 เท่า เฟอร์ไรต์ถูกใช้ในวงจรความถี่สูงเนื่องจากการซึมผ่านของแม่เหล็กจะไม่ลดลงตามความถี่ที่เพิ่มขึ้น
ข้อเสียของเฟอร์ไรต์คือการเหนี่ยวนำความอิ่มตัวต่ำและความแข็งแรงเชิงกลต่ำ ดังนั้นเฟอร์ไรต์จึงเป็นที่นิยมใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แรงดันต่ำ
วัสดุที่แข็งเป็นแม่เหล็ก ได้แก่ :
1. หล่อวัสดุที่มีความแข็งทางแม่เหล็กโดยใช้โลหะผสม Fe-Ni-Al
2. วัสดุแม่เหล็กที่เป็นของแข็งแบบผงได้จากการกดผงด้วยกรรมวิธีทางความร้อนที่ตามมา
3. เฟอร์ไรต์แม่เหล็กแข็ง วัสดุที่แข็งแม่เหล็กคือ วัสดุสำหรับแม่เหล็กถาวรใช้ในมอเตอร์ไฟฟ้าและอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ ที่ต้องการสนามแม่เหล็กถาวร