Динамо-машины  Применение ферритов в электрике 

1 2 3 4 5 [ 6 ] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

резонатор. Стержень из феррита поддерживается в частично намагниченном состоянии постоянным током (фиг. 13,а) или магнитом (фиг. 13,6), а переменный ток, протекающий через катушку, расположенную на ферритовом стержне, попеременно увеличивает и уменьшает намагничивание стержня. Это создает соответствующее уменьшение и увеличение длины стержня, так как изменение размеров феррита пропорционально его намагничиванию. Таким образом, электрические колебания преобразуются в механические колебания. При совпадении частоты переменного магнитного поля с собственной частотой стержня механические колебания будут наиболее интенсивными.

Фиг: 14. Схема трехконтурного фильтра. а - электрического; б - магнитострикциоииого.

Существует много областей, в которых можно с успехом использовать действие механического резонанса на параметры электрического колебательного контура. Как известно, кристаллы кварца нашли широкое применение для контроля частоты в генераторах, в качестве элементов многозвенных фильтров и т. д. Применение магнитострикционных резонаторов на ранее известных магнитострикционных материалах (никель и др.) па радиочастотах было ограничено вследствие того, что данные материалы вносили большие потери в возбуждающую катушку. Ферриты не вносят больших потерь на высоких частотах вследствие того, что они имеют высокое электрическое сопротивление.

Для примера на ф1г. 14, а изображен простой трехкон-турный фильтр, позволяющий получить хорошую избирательность, а на фиг. 14,6-трехконтурный фильтр с фер-ритовым стержнем в качестве среднего контура, расположенным между двумя настроенными контурами. Во входной катушке фильтра L посредством магнитострик-ции электрическая энергия преобразуется в механическую. На выходе фильтра L происходит обратное явление:

механическая энергия снова преобразуется в электрическую. Этот магнитострикционный резонатор точно эквивалентен электрическому конгуру, изображенному на фиг. 14, а, причем он имеет значительно меньшие потери, что позволяет получить лучшую кривую избирательности фильтра.

5. ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФЕРРИТОВ

Ферриты по своим электрическим свойствам относятся к классу полупроводников и обладают не только магнитными, но и диэлектрическими свойствами. При использовании ферритов на высокой частоте их диэлектрические параметры играют весьма сушественную роль, так как они вызывают образование емкости между обмоткой и сердечником. Поэтому необходимо знат-ь диэлектрическую проницаемость s и тангенс угла диэлектрических потерь tgS, которые характеризуют диэлектрические свойства данного материала.

Ферриты имеют большую диэлектрическую проницаемость (на низких частотах) и большой тангенс угла диэлектрических потерь. Установлено, что с повышением частоты диэлектрическая проницаемость всех ферритов падает.

Таблица 5

Диэлектрические свойства никель-цинковых ферритов

В табл. 5 приведены диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь ферритов при разных частотах. Здесь видно, что на более высоких частотах разница между значениями диэлектрической проницаемости для разных ферритов уменьшается. Ферриты с меПьшей про-йицаемостью имеют меньший тангенс угла диэлектрических потерь при более высоких частотах. Наиболее высокой диэлектрической проницаемостью обладают марганец-цинковые ферриты с высокой магнитной проницаемостью, у которых при низкой частоте е достигает сотен тысяч.

Одновременное наличие больших значений s и хюжет привести к тому, что длина электромагнитной волны в ферритовом сердечнике станет равной наименьшему из его размеров, в результате чего будет иметь место объемный резонанс, напряженность поля внутри сердечника станет оч€нь большой и потери резко возрастут. ДляГ одного из марганец-цинковых ферритов, имеющего = 100 000, частота такого резонанса близка к 1 мггц при сечении сердечника 1 см.

6. СТАБИЛЬНОСТЬ МАГНИТНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

ВО ВРЕМЕНИ

Исследования стабильности проницаемости ферритов показали, что чем меньше их проницаемость, тем они более стабильны. Установлено также, что наиболее резкое изменение проницаемости во времени происходит в первый месяц после их изготовления.

Поэтому после изготовления ферритов производится их принудительное (искусственное) старение (нагрев, до температуры 200 deg;, выдержка при этой температуре в течение 2 час, медленное охлаждение затем до комнатной температуры в течение 4 часов). После искусственного старения ферриты изменяют свою проницаемость в течение года от +0,3 до +1%.

7. ФЕРРИТЫ С БОЛЬШОЙ КОЭРЦИТИВНОЙ СИЛОЙ

В приро)];е существует минерал- РЬОбРегОз, обладающий слабо выраженными магнитными свойствами.Если в этом минерале свшхец заменить барием, стронцием или кальцием, то образуются: материалы, имеющие большую коэрцитивную силу, которые используются в качестве постоянных магнитов. Такие материалы называют бариевыми оксидными магнитами или ферроксдюрами.

Данные магниты имеют следующие основные параметры: 1) большое электрическое сопротивление - порядка 10 ОМ см; 2) коэрцитивную силу 1 600-3 ООО эре; 3) оста-, точную индукцию 2 000-3600 гс; 4) индукцию насыщения 4 200-4 800 гс; 5) максимальную энергию до 3,5 10 гс эре; 6) удельный вес 4,в г/см; 7) температурный коэффициент индукции минус 0,2%-на ГС.

Особенность бариевых оксидных магнитов состоит в том что их коэрцитивная сила с повышением температуры растет. Такие магниты можно нагревать вплоть до темпера-