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

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.

CHƯƠNG IX: VẬT LIỆU TỪ TS Nguyễn Văn Dũng 2/11/2015 Tài liệu có quyền Khơng phép chép hay cơng bố rộng rãi hình thức 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 quyền Không phép chép hay công bố rộng rãi hình thức 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 độ cảm từ TS Nguyễn Văn Dũng 2/11/2015 Tài liệu có quyền Không phép chép hay công bố rộng rãi hình thức Mơ men lưỡng cực từ  Cho dịng điện I khép kín mặt phẳng có diện tích a hình sau  Mô men từ lưỡng cực hay Mô men từ xác định sau  Tổng quát, Mô men từ xác định sau: TS Nguyễn Văn Dũng 2/11/2015 Tài liệu có quyền Khơng phép chép hay cơng bố rộng rãi hình thức  Khi Mô men từ đặt từ trường, bị tác động Mơ men lực để quay trục 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 quyền Khơng phép chép hay công bố rộng rãi hình thức Lý thuyết từ phân tử  Mỗi phân tử vật liệu từ 01 nam châm  Khi chưa từ hóa, nam châm phân tử xếp ngẫu nhiên (hỗn loạn)  ảnh hưởng từ trường nam châm triệt tiêu lẫn  tổng từ trường không hình thành cực nam bắc khối vật liệu TS Nguyễn Văn Dũng 2/11/2015 Tài liệu có quyền Không phép chép hay công bố rộng rãi hình thức  Khi bị từ hóa, nam châm phân tử xếp định hướng theo từ trường ngồi  hình thành tổng từ trường  cực nam bắc khối vật liệu TS Nguyễn Văn Dũng 2/11/2015 Tài liệu có quyền Không phép chép hay công bố rộng rãi hình thức Lý thuyết từ nguyên tử -Mômen từ nguyên tử  Điện tử quay xung quanh hạt nhân tạo Mô men từ orbital   morb  I r Với  er   e I 2 morb r TS Nguyễn Văn Dũng 2/11/2015 Tài liệu có quyền Không phép chép hay công bố rộng rãi hình thức  Điện tử tự quay quanh trục tạo Mơ men từ spin ms mspin e  S me Với S: động lượng góc TS Nguyễn Văn Dũng 2/11/2015 Tài liệu có quyền Khơng phép chép hay cơng bố rộng rãi hình thức m  Mô men từ orbital Mô men từ spin tạo nên mô men từ nguyên tử TS Nguyễn Văn Dũng 2/11/2015 Tài liệu có quyền Khơng phép chép hay công bố rộng rãi hình thức Ứng dụng sắt từ mềm Thép silic TS Nguyễn Văn Dũng 2/11/2015 Tài liệu có quyền Khơng phép chép hay cơng bố rộng rãi hình thức TS Nguyễn Văn Dũng 2/11/2015 Tài liệu có quyền Không phép chép hay công bố rộng rãi hình thức Lõi gốm (ferrite) TS Nguyễn Văn Dũng 2/11/2015 Tài liệu có quyền Không phép chép hay công bố rộng rãi hình thức Vật liệu sắt từ cứng  Khó từ hóa khử từ  cần cường độ từ trường H lớn  Vịng từ trễ rộng có dạng hình chữ nhật  Lực kháng từ Hc lớn  Từ dư lớn  r nhỏ so với vật liệu sắt từ mềm  Dùng làm nam châm vĩnh cữu thiết bị lưu trữ thông tin TS Nguyễn Văn Dũng 2/11/2015 Tài liệu có quyền Khơng phép chép hay cơng bố rộng rãi hình thức Thông số số sắt từ cứng thông dụng Vật liệu oHc (T) Br (T) (BH)max (kJ/m3) Alnico (Fe-Al-Ni-CoCu) 0,19 0,9 50 0,62 -1,1 1,1 150-240 Động Servo, Động bước, máy phát điện nam châm vĩnh cữu tua bin gió 0,9-1,0 1,0-1,2 200-275 Động nhỏ (CD, MRI, Cassette) 0,03 0,2 Đất NdFeB (đất hiếm) -Fe2O3 Ứng dụng Nam châm vĩnh cữu Đĩa mềm, Băng audio, video TS Nguyễn Văn Dũng 2/11/2015 Tài liệu có quyền Khơng phép chép hay cơng bố rộng rãi hình thức Từ hóa làm Nam châm vĩnh cữu  Từ dư lớn sau từ hóa TS Nguyễn Văn Dũng 2/11/2015 Tài liệu có quyền Khơng phép chép hay cơng bố rộng rãi hình thức Nam châm đất Nam châm Alnico TS Nguyễn Văn Dũng 2/11/2015 Tài liệu có quyền Không phép chép hay công bố rộng rãi hình thức Năng lượng nam châm  Nam châm vĩnh cữu hình xuyến  Nam châm kín: khơng có lượng truyền cho khơng gian bên ngồi  Khi có khe hở khơng khí: xuất lượng truyền khơng khí  Năng lượng cho đơn vị thể tích khe hở khơng khí Bi H i WL  8 TS Nguyễn Văn Dũng 2/11/2015 Tài liệu có quyền Khơng phép chép hay cơng bố rộng rãi hình thức  Nam châm kín: Bi=Br, Hi =  WL =0  Nếu tồn khe hở lớn: Bi =  WL =0 khơng có lượng truyền cho khơng gian bên ngồi  Để có lượng từ cao, vật liệu cần có lực kháng từ lớn cảm ứng từ dư cao  Ứng với giá trị BL HL, lượng truyền đạt cực đại Wmax BL H L  8 TS Nguyễn Văn Dũng 2/11/2015 Tài liệu có quyền Khơng phép chép hay công bố rộng rãi hình thức VI TỔN HAO SẮT TỪ  Tổn hao từ trễ  Tổn hao dịng điện xốy TS Nguyễn Văn Dũng 2/11/2015 Tài liệu có quyền Khơng phép chép hay cơng bố rộng rãi hình thức Tổn hao từ trễ  Nguyên nhân: cường độ từ trường đổi chiều  domain từ cần lượng để định hướng lại  tổn thất lượng dạng nhiệt  tổn hao từ trễ  Tỉ lệ thuận với mắc từ trễ  sử dụng vật liệu có mắc từ trễ nhỏ  Cơng thức xác định tổn hao từ trễ: Với: k1: hệ số phụ thuộc vật liệu f: tần số dòng điện Bmax: cảm ứng từ cực đại n: số mũ Steinmetz (1,6-2,5) TS Nguyễn Văn Dũng 2/11/2015 Tài liệu có quyền Không phép chép hay công bố rộng rãi hình thức Tổn hao dịng điện xốy  Từ thơng biến thiên chạy lõi thép sinh dòng điện Foucault (dịng điện xốy)  nóng lõi thép  tổn hao  Biện pháp khắc phục: lõi thép tạo thành từ nhiều thép mỏng có điện trở suất cao sơn tĩnh điện hai mặt ghép lại với TS Nguyễn Văn Dũng 2/11/2015 Tài liệu có quyền Không phép chép hay công bố rộng rãi hình thức  Cơng thức tính tổn hao dịng điện xốy: Với: k2: hệ số phụ thuộc vật liệu f: tần số dòng điện t: chiều dày khối vật liệu Beff: cảm ứng từ hiệu dụng (rms) : điện trở suất vật liệu TS Nguyễn Văn Dũng 2/11/2015 Tài liệu có quyền Không phép chép hay công bố rộng rãi hình thức So sánh tổn hao sắt từ số vật liệu Thép cán nguội dị hướng Thép cán nguội dị hướng có độ từ thẩm cao Xử lý laser Siêu tinh thể Vơ định hình TS Nguyễn Văn Dũng 2/11/2015 Tài liệu có quyền Khơng phép chép hay cơng bố rộng rãi hình thức MBA 1PHA-12,7/0,23Kv- 15kVA Máy biến áp tôn silic: Po  52W (26,7 tr) Máy biến áp armorphous: Po  17W (33 tr) TS Nguyễn Văn Dũng 2/11/2015 Tài liệu có quyền Khơng phép chép hay cơng bố rộng rãi hình thức ...     Vật Vật Vật Vật liệu liệu liệu liệu nghịch từ thuận từ sắt từ từ Ferrite TS Nguyễn Văn Dũng 2/11/2015 Tài liệu có quyền Khơng phép chép hay công bố rộng rãi hình thức 1 Vật liệu nghịch... hóa vật liệu từ  Đường cong từ hóa  Ảnh hưởng nhiệt độ TS Nguyễn Văn Dũng 2/11/2015 Tài liệu có quyền Khơng phép chép hay cơng bố rộng rãi hình thức 1 Từ hóa vật liệu sắt từ TS Nguyễn Văn Dũng. .. từ hóa vật liệu (mức độ phản ứng vật liệu tác động từ trường) M m  H TS Nguyễn Văn Dũng 2/11/2015 Tài liệu có quyền Khơng phép chép hay công bố rộng rãi hình thức II PHÂN LOẠI VẬT LIỆU TỪ