ПАРАМЕТРЫ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ФЕРРИТОВЫХ СЕРДЕЧНИКОВ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ
Внутри разомкнутого ферромагнитного тела, помещенного во внешнее поле напряженностью //, вследствие магнитной поляризации возникает дополнительное поле, направленное противоположно внешнему. Таким образом, поле, действующее внутри тела и являющееся непосредственным возбудителем магнетизма в нем, составляет:
h=H-H доп. (2-16)
Величина размагничивающего поля Ядоп определяется не только свойствами материала, но и формой ферромагнитного тела и характеризуется коэффициентом размагничивания N. Коэффициент N является функцией соотношения размеров тела и возрастает при уменьшении отношения длины тела к его диаметру. Точные аналитические выражения N существуют только для эллипсоидов.
При практических расчетах можно пользоваться таблицами и графиками экспериментальных значений N для разомкнутых цилиндрических стержней, построенными в функции магнитной проницаемости материала и отношения длины к диаметру lcjdc. При больших значениях N кривая намагничивания тела определяется уже не столько свойствами его материала, сколько коэффициентом N4 т. е. формой тела. На рис. 2-3 представлены графики W/4jt = =/(|х, IJdс) по Бозорту [JI. 14].
Из теории электромагнитных процессов известно, что свойством равномерного намагничивания в равномерном внешнем поле обладают только тела, ограниченные поверхностями второго порядка, например эллипсоиды. Во всех остальных случаях, а также и в случае цилиндра, даже в равномерном внешнем поле намагничивание тела проходит неравномерно. Следствием этого является изменение JXct И N при переходе от одного поперечного сечения стержня к другому. Различают баллистические ((Хб; Л^бЬ Дроссельные (цдр; ЛГдр) и магнитометрические (|iM; NM) значения магнит-
Рис. 2-3. Коэффициент размагничивания для цилийдров и эллипсоидов. |
ной проницаемости и коэффициента размагничивания соответственно для центрального сечения сердечника, для некоторого участка осреднения, меньшего его длины, и при осреднении вдоль всего стержня.
Поле короткой многослойной катушки не является равномерным. Кроме того, не весь ферритовый стержень находится внутри катушки: некоторая его часть выступает из нее и занимает область пространства, в которой внешнее поле интенсивно убывает. Известны приближенные выражения (JI. 8], позволяющие определить приращение индуктивности катушки прямоугольного поперечного сечения за счет ферромагнитного сердечника.
Ввиду того, что катушка включена в задающий контур генератора и токи, протекающие в ней и создающие внешнее поле, невелики, разомкнутая магнитная цепь датчика работает на участке
кривой намагничивания, далеком от насыщения, где соблюдается
пропорциональность между В и Н. Поэтому значение ^іст, определенное по (2-17), в данном случае будет постоянно по всей длине ферритового стержня.
Применение разомкнутых цилиндрических сердечников значительно повышает стабильность их магнитной проницаемости и
уменьшает потери.
Коэффициенты потерь 6ч и 6н уменьшаются в fxст/М- раз; коэффициент 6а уменьшается в ([іст/М-)^ раз.
Для сравнения различных ферритов удобно пользоваться удельными коэффициентами потерь и нестабильности, которые определяются по формулам