Bài giảng môn Vật liệu điện: Chương 9 - TS. Nguyễn Văn Dũng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:64

Thêm vào BST

Báo xấu

67
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng môn Vật liệu điện: Chương 9 trình bày về "Vật liệu từ". Nội dung cụ thể của chương này gồm có: Tính chất từ của vật liệu; Phân loại vật liệu từ; Từ hóa và nhiệt độ; Vùng từ tính; Vật liệu sắt từ mềm và cứng; Tổn hao sắt từ. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm chi tiết nội dung của bài giảng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng môn Vật liệu điện: Chương 9 - TS. Nguyễn Văn Dũng

CHƯƠNG IX: VẬT LIỆU TỪ TS. Nguyễn Văn Dũng. 2/11/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
NỘI DUNG I. TÍNH CHẤT TỪ CỦA VẬT LiỆU II. PHÂN LOẠI VẬT LIỆU TỪ III. TỪ HÓA VÀ NHIỆT ĐỘ IV. VÙNG TỪ TÍNH V. VẬT LiỆU SẮT TỪ MỀM VÀ CỨNG VI. TỔN HAO SẮT TỪ TS. Nguyễn Văn Dũng. 2/11/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
I. TÍNH CHẤT TỪ CỦA VẬT LiỆU  Mô men lưỡng cực từ  Lý thuyết từ phân tử  Lý thuyết từ nguyên tử - Mô men từ nguyên tử  Vectơ từ hóa M  Trường từ hóa (Cường độ từ trường H)  Độ từ thẩm và độ cảm từ TS. Nguyễn Văn Dũng. 2/11/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
1. Mô men lưỡng cực từ  Cho dòng điện I khép kín mặt phẳng có diện tích a như hình sau  Mô men từ lưỡng cực hay Mô men từ được xác định như sau  Tổng quát, Mô men từ được xác định như sau: TS. Nguyễn Văn Dũng. 2/11/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
 Khi Mô men từ được đặt trong từ trường, nó sẽ bị tác động của Mô men lực để quay trục của nó theo từ trường: Biểu thức xác định Mô men lực T Độ lớn Mô men lực T  mB sin   TS. Nguyễn Văn Dũng. 2/11/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
2. Lý thuyết từ phân tử  Mỗi phân tử vật liệu từ là 01 nam châm  Khi chưa từ hóa, các nam châm phân tử sắp xếp ngẫu nhiên (hỗn loạn)  ảnh hưởng của từ trường của các nam châm triệt tiêu lẫn nhau  tổng từ trường bằng 0 và không hình thành cực nam và bắc của khối vật liệu TS. Nguyễn Văn Dũng. 2/11/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
 Khi bị từ hóa, các nam châm phân tử sắp xếp định hướng theo từ trường ngoài  hình thành tổng từ trường  cực nam và bắc của khối vật liệu TS. Nguyễn Văn Dũng. 2/11/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
3. Lý thuyết từ nguyên tử -Mômen từ nguyên tử  Điện tử quay xung quanh hạt nhân tạo ra Mô men từ orbital  er 2 morb  I r   2  2 morb Với  e I r 2 TS. Nguyễn Văn Dũng. 2/11/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
 Điện tử tự quay quanh trục của nó tạo ra Mô men từ spin ms e mspin  S me Với S: động lượng góc TS. Nguyễn Văn Dũng. 2/11/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
m  Mô men từ orbital và Mô men từ spin tạo nên mô men từ của nguyên tử TS. Nguyễn Văn Dũng. 2/11/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
Mô men từ trong vật liệu khi không có từ trường ngoài TS. Nguyễn Văn Dũng. 2/11/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
Mô men từ định hướng theo từ trường ngoài B TS. Nguyễn Văn Dũng. 2/11/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
4. Véc tơ từ hóa M  Đặt cuộn dây hình ống trong chân không. Từ trường trong cuộn dây Bo (hay cảm ứng từ Bo) Bo  o nI TS. Nguyễn Văn Dũng. 2/11/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
 Nếu khối vật liệu sắt từ hình trụ được đặt vào trong lòng ống dây. Lúc này từ trường trong lòng ống dây (khối vật liệu) là B > Bo  Mỗi nguyên tử vật liệu sẽ phản ứng dưới tác động của từ trường Bo và kết quả là hình thành mạng mô men từ m theo hướng từ trường Bo  Vật liệu lúc này bị từ hóa. Véc tơ từ hóa M được định nghĩa là tổng mô men từ của vật liệu trên 1 đơn vị thể tích TS. Nguyễn Văn Dũng. 2/11/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
N 1 M  V m i 1 i TS. Nguyễn Văn Dũng. 2/11/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
 Sau khi từ hóa, mỗi nguyên tử có một mô men từ theo hướng Bo  Mỗi một mô men từ theo hướng Bo có thể xem như được tạo ra từ một mạch dòng điện (current loop) ở cấp độ nguyên tử  Các mạch dòng điện này là kết quả của chuyển động spin và orbital điện tử  Do ảnh hưởng của sự từ hóa  hình thành dòng điện từ hóa Im trên bề mặt vật liệu M  Im TS. Nguyễn Văn Dũng. 2/11/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
TS. Nguyễn Văn Dũng. 2/11/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
5. Trường từ hóa (cường độ từ trường)  Khi khối vật liệu sắt từ được đặt trong lòng ống dây sẽ hình thành dòng từ hóa trên bề mặt vật liệu  Lúc này từ trường B hình thành trong lòng ống dây (khối vật liệu) do dòng điện dẫn chạy trong ống dây và dòng điện từ hóa Im trên bề mặt khối vật liệu.  Từ trường tại 1 điểm bên trong vật liệu là tổng của từ trường ngoài Bo và từ trường do véc tơ từ hóa M tạo ra B  o (nI  I m )  Bo  o M TS. Nguyễn Văn Dũng. 2/11/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
 Từ trường Bo là từ trường từ hóa được sinh ra bởi dòng điện chạy trong ống dây dùng để từ hóa vật liệu  Trường từ hóa H được định nghĩa: 1 1 H BM  Bo  nI o o  Trường từ hóa còn gọi là cường độ từ trường có đơn vị A.m-1  Cường độ từ trường H là nguyên nhân. Từ trường B là kết quả. H phụ thuộc vào dòng điện ngoài, trong khi B phụ thuộc cả vào dòng điện ngoài và độ từ hóa M. TS. Nguyễn Văn Dũng. 2/11/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
6. Độ từ thẩm và độ cảm từ  Tại điểm P trong vật liệu có từ trường B và cường độ từ trường H. Bo là từ trường tại P khi vật liệu là chân không. Độ từ thẩm  được định nghĩa là là tỉ số giữa B và H B  H  Độ từ thẩm  nói lên mức độ thấm từ của vật liệu dưới tác động của từ trường (khả năng tập trung đường sức từ vào vật liệu)  Độ từ thẩm tương đối r của vật liệu là tỉ số gia tăng từ trường trong vật liệu khi so sánh với chân không B B r      o  r Bo  o H TS. Nguyễn Văn Dũng. 2/11/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.