Klasifikasi dan karakteristik dasar bahan magnetik

Semua zat di alam bersifat magnetis dalam arti memiliki sifat magnet tertentu dan berinteraksi dengan cara tertentu dengan medan magnet luar.

Bahan yang digunakan dalam teknologi ini disebut magnet, dengan mempertimbangkan sifat magnetnya. Sifat magnetik suatu zat tergantung pada sifat magnetik partikel mikro, struktur atom dan molekul.

Klasifikasi bahan magnetik

Bahan magnet dibagi menjadi magnet lemah dan magnet kuat.

Menjadi magnet lemah termasuk diamagnet dan paramagnet.

Magnet yang kuat - feromagnet, yang pada gilirannya dapat lunak secara magnetis dan keras secara magnetis. Secara formal, perbedaan sifat magnetik bahan dapat dicirikan oleh permeabilitas magnetik relatif.

Diamagnet mengacu pada bahan yang atomnya (ion) tidak memiliki momen magnet resultan. Secara eksternal, diamagnet memanifestasikan dirinya dengan ditolak oleh medan magnet. Ini termasuk seng, tembaga, emas, merkuri dan bahan lainnya.

Paramagnet disebut bahan, atom (ion) yang menghasilkan momen magnet terlepas dari medan magnet luar. Secara eksternal, paramagnet bermanifestasi melalui daya tarik medan magnet yang tidak homogen… Ini termasuk aluminium, platinum, nikel, dan bahan lainnya.

Feromagnet disebut bahan di mana medan magnet (internal) mereka sendiri bisa ratusan dan ribuan kali lebih tinggi dari medan magnet eksternal yang menyebabkannya.

Setiap badan feromagnetik dibagi menjadi daerah - daerah kecil magnetisasi spontan (spontan). Dengan tidak adanya medan magnet luar, arah vektor magnetisasi dari berbagai daerah tidak bersamaan, dan magnetisasi yang dihasilkan dari seluruh tubuh bisa menjadi nol.

Ada tiga jenis proses magnetisasi feromagnetik:

1. Proses perpindahan domain magnetik yang dapat dibalik. Dalam hal ini terjadi pergeseran batas-batas daerah yang berorientasi paling dekat dengan arah medan luar. Saat bidang dihapus, domain bergeser ke arah yang berlawanan. Wilayah perpindahan domain reversibel terletak di bagian awal kurva magnetisasi.

2. Proses perpindahan domain magnetik yang tidak dapat diubah. Dalam hal ini, perpindahan batas antara domain magnet tidak dihilangkan dengan penurunan medan magnet. Posisi awal domain dapat dicapai dalam proses pembalikan magnetisasi.

Pergeseran batas domain yang tidak dapat diubah mengarah pada penampilan histeresis magnetik — lag induksi magnetik dari kekuatan medan.

3. Proses rotasi domain. Dalam hal ini, penyelesaian proses perpindahan batas domain menyebabkan kejenuhan teknis material.Di wilayah saturasi, semua wilayah berputar ke arah medan. Loop histeresis yang mencapai daerah saturasi disebut batas.

Sirkuit histeresis pembatas memiliki karakteristik sebagai berikut: Bmax — induksi saturasi; Br — sisa induksi; Hc - kekuatan perlambatan (koersif).

Bahan dengan nilai Hc rendah (siklus histeresis sempit) dan tinggi permeabilitas magnetik disebut magnet lunak.

Bahan dengan nilai Hc yang tinggi (loop histeresis lebar) dan permeabilitas magnetik yang rendah disebut bahan yang keras secara magnetis.

Selama magnetisasi feromagnet dalam medan magnet bolak-balik, kehilangan energi panas selalu diamati, yaitu bahan memanas. Kerugian ini disebabkan oleh histeresis dan kerugian arus eddy… Kerugian histeresis sebanding dengan luas loop histeresis. Kerugian arus Eddy tergantung pada hambatan listrik feromagnet. Semakin tinggi resistansi, semakin rendah kerugian arus eddy.

Bahan yang lunak secara magnetis dan keras secara magnetis

Bahan magnet lunak meliputi:

1. Secara teknis besi murni (listrik baja karbon rendah).

2. Baja silikon elektroteknik.

3. Paduan besi-nikel dan besi-kobalt.

4. Ferit magnetik lunak.

Sifat magnetik baja karbon rendah (besi murni secara teknis) bergantung pada kandungan pengotor, distorsi kisi kristal akibat deformasi, ukuran butir, dan perlakuan panas. Karena resistivitasnya yang rendah, besi murni komersial jarang digunakan dalam teknik kelistrikan, terutama untuk rangkaian fluks magnet DC.

Baja silikon elektroteknik adalah bahan magnetik utama untuk konsumsi massal. Ini adalah paduan besi-silikon. Paduan dengan silikon memungkinkan Anda mengurangi gaya koersif dan meningkatkan resistansi, yaitu mengurangi kerugian arus eddy.

Baja lembaran listrik, disuplai dalam lembaran atau gulungan individual, dan baja strip, disuplai hanya dalam gulungan, adalah produk setengah jadi yang ditujukan untuk pembuatan sirkuit magnetik (inti).

Inti magnetik dibentuk baik dari pelat individual yang diperoleh dengan cara dicap atau dipotong, atau dengan menggulung dari strip.

Mereka disebut paduan permaloid nikel-besi... Mereka memiliki permeabilitas magnet awal yang besar di wilayah medan magnet yang lemah. Permalloy digunakan untuk inti transformator daya kecil, choke, dan relai.

Ferit adalah keramik magnetik dengan resistansi tinggi, 1010 kali lebih tinggi dari besi. Ferit digunakan dalam sirkuit frekuensi tinggi karena permeabilitas magnetiknya praktis tidak berkurang dengan meningkatnya frekuensi.

Kerugian ferit adalah induksi saturasinya yang rendah dan kekuatan mekanik yang rendah. Oleh karena itu, ferit biasanya digunakan dalam elektronik tegangan rendah.

Bahan yang keras secara magnetis meliputi:

1. Cast material yang keras secara magnetis berdasarkan paduan Fe-Ni-Al.

2. Bahan magnetik padat bubuk diperoleh dengan menekan bubuk dengan perlakuan panas selanjutnya.

3. Ferit magnetik keras. Bahan yang keras secara magnetis adalah bahan untuk magnet permanendigunakan pada motor listrik dan perangkat listrik lainnya yang membutuhkan medan magnet permanen.