Магнитные материалы с ППГ

💸 Как сделать бизнес проще, а карман толще?

Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое раписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Проблема в том, что средняя цена по рынку за такой сервис — 800 руб/мес или почти 15 000 руб за год. И это минимальный функционал. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
⚡️ Для новых пользователей первый месяц бесплатно. А далее 290 руб/мес, это в 3 раза дешевле аналогов. За эту цену доступен весь функционал: напоминание о визитах, чаевые, предоплаты, общение с клиентами, переносы записей и так далее.
✅ Уйма гибких настроек, которые помогут вам зарабатывать больше и забыть про чувство «что-то мне нужно было сделать».
Сомневаетесь? нажмите на текст, запустите чат-бота и убедитесь во всем сами!

· Магнитные материалы с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ) находят широкое применение в устройствах автоматики, вычислительной техники, запоминающих устройствах, многоканальных импульсных системах радиосвязи и т. п.

Степень прямоугольности петли гистерезиса характеризуется коэффициентом прямоугольности (3.15).

где B _r – остаточная магнитная индукция, соответствующая максимальному значению индукции B _max (чаще всего B _max определяют для намагниченного поля с напряженностью H _max=5 H _c, что близко к предельным характеристикам).

В идеальном случае α =1, на практике же коэффициент прямоугольности зависит от многих параметров, и хотя в некоторых случаях приближается к единице (α ≈ 0.96), все же ей не равен. Вследствие этого, установлен норматив, по которому петлю гистерезиса допустимо считать прямоугольной (α ≥ 0.85).

Сердечник из материала с ППГ имеет два устойчивых магнитных состояния, соответствующих положительному и отрицательному значениям остаточной магнитной индукции, в связи с чем, широко применяется, как магнитный элемент обработки и хранения и двоичной информации.

Переключение сердечников с ППГ из одного состояния в другое возможно осуществлять двумя способами: путем перемагничивания импульсами тока, создающими поля, значительно превосходящие коэрцитивную силу, или совпадающими по времени несколькими токовыми импульсами, каждый из которых не может заметно изменить состояние сердечника, а их суммарное поле превосходит коэрцитивную силу (рис. 3.6, a).

Первый способ переключения сердечников используется главным образом в устройствах переработки и передачи информации, второй – в устройствах хранения дискретной информации (запоминающих устройствах). Причем системы хранения информации, реализованные на базе магнитных элементов с ППГ, по надежности и долговечности значительно превосходят большинство известных полупроводниковых или ламповых устройств.

Материалы с ППГ можно подразделить на три основные группы: ферриты; текстурированные ферромагнитные сплавы, применяемые в виде лент толщиной от 0.5 мм до единиц микрометров и тонкие ферромагнитные пленки.

Благодаря наличию спонтанной прямоугольной петли гистерезиса у ферритов, данный класс материалов является наиболее распространенным. Технологический процесс производства ферритовых сердечников значительно проще, чем процесс изготовления сердечников ленточного типа из сплава тонкого и сверхтонкого проката. Однако, последние выгодно отличаются от ферритовых сердечников температурной стабильностью и лучшими магнитными свойствами.

Для определения требований, предъявляемых к материалам с ППГ, рассмотрим процессы изменения магнитного состояния кольцевого сердечника, на который намотаны три обмотки, как показано на рис. 3.6, а.

Рис. 3.6. К пояснению свойств магнитных материалов с ППГ

Пусть состояние, при котором B = + B _r соответствует состоянию логической единицы, а при котором B = - B _r – состоянию логического нуля. За исходное примем состояние логической единицы.

Если на одну из обмоток, например на W 1, подать положительный импульс тока, то магнитное состояние изменится от + B _r до + B _max. Для материала с α < 1 этот процесс будет сопровождаться возникновением ЭДС в других обмотках. Так в обмотке W 3 возникнет ЭДС:

где ∆ Ф ₁ – изменение магнитного потока, ∆ t ₁– время изменения магнитного потока.

ЭДС ℰ ₁ технически представляет собой помеху, так как в случае петли гистерезиса с идеальной прямоугольностью (α = 1) она равна нулю. Следовательно, для материалов с ППГ желательно иметь коэффициент прямоугольности максимально близкий к единице.

Если на одну из обмоток, например W 2, подать отрицательный импульс тока, то сердечник перемагнитится из состояния «1» в состояние «0» и в обмотке W 3 возникает полезный сигнал считывания единицы в виде ЭДС:

где τ – время перемагничивания, т. е. время необходимое для переключения сердечника из одного состояния остаточной индукции в противоположное (τ должно быть малым).

Уменьшение τ помимо пропорционального увеличения быстродействия устройства, вызывает так же возрастание выходного сигнала, снимаемого с элемента (обычно, в устройствах автоматики и вычислительной техники τ представляет собой значение от единиц, до долей микросекунд).

Для обеспечения быстродействия сердечников с ППГ, они должны иметь малое значение коэффициента переключения S_w, под которым понимают приведенный действующий заряд (импульс магнитного поля), необходимый для полного переключения сердечника, т. е. для перемагничивания из состояния остаточной индукции в противоположное состояние максимальной индукции за время τ.

Коэффициент переключения S_w зависит только от свойств материала сердечника и его геометрии и в определенных пределах не зависит от характера переключения. Коэффициент переключения выражают обычно в единицах [А·с/м] или [А·мкс/м]. К примеру, для ферритов различных марок коэффициент S_w принимает значения 28–54 А·мкс/м.

При работе сердечника с ППГ в режиме совпадения двух или нескольких токовых импульсов важным параметром является квадратность петли гистерезиса. Обычно для характеристики данного параметра используют отношение поля трогания H _Т к коэрцитивной силе (3.16), причем за H _Т принимают значение поля, приводящее к уменьшению остаточной индукции B _r на 10 % (рис. 3.6, б).