Точка магнитного превращения в электротехнике

March 13, 2015 by admin Комментировать »

Давно было замечено, что раскаленное железо, будучи вытащено из печи и медленно остывая на воздухе, при температуре темнокрасного каления вдруг на момент вспыхивает ярче, а затем уже остывает до конца.

Эта задержка остывания получила название «рекалесценции». Русский металлург Д. К. Чернов заметил,

Фиг. 2-13. Переноска стальных листов подъемным краном с электромагнитным захватом.

что вспышка свечения всегда происходит при одной и той же температуре.

С того времени было проведено много точных:    исследований.

Установлено, что при нагревании стали при температуре 768° происходит перегруппировка атомов, а -структура переходит в γ -структуру.

Магнитным является только а -железо, все другие модификации железа немагнитны. Нагретое до каления железо теряет свои магнитные свойства.

В металлообрабатывающей промышленности применяются различные магнитные захваты: на шлифовальных станках — магнитные плиты для закрепления стальных изделий; магнитные патроны для токарных станков.

Как заманчиво было бы перетаскивать раскаленные болванки магнитными кранами, но, увы, это неосуществимо: в раскаленном состоянии сталь не магнитна.

Это свойство используют иногда для автоматизации закалки. Мелкие изделия — иголки, например, висят в магнитном поле и нагреваются токами высокой частоты. Как только сталь нагреется до температуры каления, она перестанет быть магнитной, провалится и упадет в закалочную ванну.

Три железных брата

В средние века рудокопы верили, будто в горах обитают коварные гномы Кобольд и Никель. Во всех своих бедах они винили этих гномов. Лет 300 назад была найдена руда, очень похожая на медную. Медь умели выплавлять из руды еще в доисторические времена, но из этого минерала красного цвета добыть медь никак не удавалось. Руду стали называть «чертовой медью», «ни* келевой медью». В 1751 г. химик Кронстедт открыл, что в руде находится новый металл. За ним так и осталось название «никель».

Примерно в те же годы было открыто, что в красивой синей краске, которая получалась стеклодувами при оплавлении остатков от приготовления висмута, содержится металл, схожий с никелем. За это сходство он был назван именем второго гнома, Кобольда — «кобальтом». Химики того времени не умели хорошо разделять эти металлы, и некоторые считали, что никель — это «жженый, потерявший душу кобальт». Только в конце 18 в. была окончательно установлена самостоятельность кобальта и никеля.

Оба эти металла — родные братья железа. Их так и называют тройней или триадой. Долгие годы младшие братья железа были мало известны. Из кобальта делали, главным образом, краски: кобальтовую синь, зеленую и желтую краски. Из соединения кобальта с хлором получались «симпатические чернила». Написанное ими незаметно на бумаге, а если слегка подогреть такую бумагу, то все проявляется синим цветом, а затем, если подышать на бумагу или просто оставить ее на воздухе,— снова исчезает.

Из никеля делали кухонную посуду.

В конце прошлого века было найдено, что сталь с добавкой никеля имеет повышенную прочность и вязкость. Из никелевой стали изготовили броню, которая не растрескивалась при ударах снаряда. После изобретения гальванопластики русским академиком Б. С. Якоби чистый никель стал применяться для покрытия всевозмож* ных металлических изделий, чтобы придать им красивый вид и защитить от ржавчины. Кобальт стал применяться в производстве твердых сплавов.

Интересные применения вся троица — ив чистом виде и в виде различных сплавов — нашла в современной электротехнике. Сплавы железа с кобальтом и Никелем можно так составить, чтобы они имели коэффициент расширения при нагревании, в точности равный коэффициенту расширения различных стекол. Сплавы «ковар», «фернико» хорошо спаиваются со стеклом, дают прочное, совершенно газонепроницаемое соединение. Широко применяются сплавы никеля с медью — константан и магнанин—для различных сопротивлений, и с хромом— нихром для нагревательных сопротивлений.

Твердые и мягкие магнитные материалы

Иногда электрикам бывает необходим сильный, по возможности неменяющийся со временем, нестареющий магнитный поток. Постоянные магнитные силы должны действовать во многих типах измерительных приборов, в динамических громкоговорителях, телефонах, реле. Для изготовления устойчивых постоянных магнитов применяются материалы, называемые твердыми магнитными материалами. Магнитная твердость сопровождается обычно твердостью механической. Хорошие постоянные магниты не могут обрабатываться простыми резцами или сверлами. Их изготавливают литьем, а точные размеры придают шлифовкой.

Для трансформаторов, наоборот, нужны такие магнитные материалы, в которых магнитный поток меняется с самым малым отставанием и запаздыванием и следует как можно более точно за изменениями возбуждающего этот поток тока. Это все мягкие магнитные материалы. Самый популярный и общеупотребительный из мягких магнитных материалов — трансформаторная сталь. Из нее делают сердечники трансформаторов.

Изделия из твердых магнитных материалов несут неизменный магнитный поток, и здесь основное — обеспечить достаточное сечение для проведения этого потока. Поэтому конструкции из твердых магнитных материалов могут быть массивными. Мягкие же магнитные материалы применяются в виде тонких листов и проволок, а иногда и в виде мельчайшего порошка. Они предназначаются для передачи переменных магнитных потоков, а такие потоки возбуждают во всяком проводящем массиве вихревой ток. Чтобы уменьшить силу вихревых токов, массивные сердечники разбиваются на отдельные проволочки или листы. Чем меньше толщина такого листа, тем меньше в нем и потери на вихревые токи. Но с уменьшением толщины листов и проволок становится дороже производство сердечников и понижается их механическая прочность.

В настоящее время приняты стандартные толщины трансформаторной стали: 0,5 и 0,35 мм. Чтобы еще уменьшить интенсивность вихревых токов и снизить потери от них, повышают электросопротивление мягких магнитных материалов. В трансформаторную сталь добавляют кремний (силиций). Хрупкость стали повышается, кремнистую сталь трудно обрабатывать. Зато ее электросопротивление возрастает раз в 5 по сравнению с электросопротивлением чистою железа и, следовательно, в столько же раз уменьшаются потери на вихревые токи.

Во много раз лучшую магнитную проводимость, чем простая трансформаторная сталь, имеют специальные сплавы железа и никеля — перминвар, пермаллой и др Названия их начинаются с латинского «перма»—что значит проницаемый.

Источник: Электричество работает Г.И.Бабат 1950-600M

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты