CCI20111111039

stalowym, to przy przepływie przez cewkę prądu o tym samym natężeniu co i w cewce umieszczonej w próżni uzyska się to samo natężenie pola magnetycznego H, ale indukcja magnetyczna w rdzeniu stalowym wyniesie

B = \xH

gdzie (x jest przenikalnością magnetyczną, w tym przypadku stali.

^Stosunek przenikalności magnetycznej danego środowiska do przenikalności próżni nazywa się przenikalnością magnetyczną względną (oznaczenie (x_r)

(3-13)

Przenikalność magnetyczna względna jest wyrażona za pomocą liczby niemianowanej i wykazuje, w jakim stosunku pozostaje indukcja magnetyczna B pola wytworzonego w danym środowisku do indukcji B₀ pola magnetycznego w próżni pod wpływem jednakowego natężenia pola. Przenikalność magnetyczna względna większości ciał jest prawie równa jedności. Ciała o przenikalności magnetycznej wielokrotnie większej niż jedność nazywają się ferromagnetycznymi. Ich przenikalność względna może osiągnąć bardzo duże wartości dochodzące do rzędu kilkuset, a nawet kilku tysięcy. Ciała ferromagnetyczne, do których należą: stal, kobalt i nikiel oraz wiele specjalnych stopów, znalazły w elektrotechnice bardzo szerokie zastosowanie.

Ciała, których przenikalność magnetyczna jest nieco mniejsza niż jedność, nazywamy diamagnetycznymi, np. miedź, a których jest nieco większa — paramagnetycznymi, np. powietrze.

Ciała ferromagnetyczne mają zdolność magnesowania się, po wprowadzeniu ich do pola magnetycznego, gdyż ich przenikalność magnetyczna względna \x._r jest zależna od natężenia pola magnetycznego i może mieć wartości od 10 do kilku tysięcy. Jeżeli np. do cewki z przepływającym prądem stałym wprowadzimy zamknięty rdzeń stalowy, który uprzednio nie był namagnesowany, to w rdzeniu tym wytworzy się pole magnetyczne o indukcji większej y_r razy niż indukcja magnetyczna, jaką miało pole wewnątrz cewki przed wprowadzeniem rdzenia stalowego. (W tym samym stosunku wzrośnie też i strumień magnetyczny). Ponieważ natężenie prądu przepływającego przez cewkę nie uległo zmianie, a tym samym nie zmieniło się i natężenie pola magnetycznego w cewce, zatem przyczyną wzrostu indukcji magnetycznej mogą być tylko właściwości magnetyczne rdzenia stalowego wprowadzonego do cewki.

Zjawisko wzrostu indukcji w cewce z rdzeniem ferromagnetycznym wyjaśnia teoria budowy ciał ferromagnetycznych. Według tej teorii ciała ferromagnetyczne składają się z wielkiej ilości drobin będących magnesami elementarnymi, które w stanie nie-namagnesowania są ustawione w ten sposób, że ich działania magnetyczne znoszą się wzajemnie.

Po wprowadzeniu ciała ferromagnetycznego do pola magnetycznego, np. wytworzonego przez cewkę, zależnie od wartości natężenia pola, mniejsza lub większa część elementarnych magnesów ustawi się zgodnie ze wzrostem linii magnetycznych pola magnesującego. W rezultacie w ciele wystąpią bieguny magnetyczne i pole tych biegunów wydatnie wzmocni pole magnetyczne biegunów powstałych w cewce.

3.7. Właściwości magnetyczne stali. Histereza magnetyczna

Spośród ciał ferromagnetycznych największe zastosowanie w elektrotechnice przy budowie maszyn i przyrządów elektrycznych znalazła stal. Znajomość właściwości magnetycznych stali ma bardzo duże znaczenie, ponieważ przez zastosowanie odpowiednich gatunków stali do budowy maszyn i przyrządów elektrycznych uzyskuje się dużo lepszą ich jakość i niższe koszty ich produkcji oraz eksploatacji.

Jeżeli do pola magnetycznego cewki wprowadzimy stal, która przedtem nie była namagnesowana, i będziemy następnie zwiększali natężenie prądu płynącego w zwojach cewki, to stwierdzimy, że wartości indukcji magnetycznej będą wzrastały wraz ze wzrostem natężenia pola. Opisany proces magnesowania stali można przedstawić za pomocą wykresu ujmującego zależność indukcji magnetycznej od natężenia pola B = f (H) dla danego gatunku stali. Otrzymana krzywa nazywa się krzywą namagnesowania (rys. 3-10 a). Krzywą taką uzyskuje się na drodze pomiarów prze-

79