Сердечники в основном изготовляют из ферритов. Ферриты представляют собой спеченную смесь окиси трехвалентного железа с окислами одного или нескольких двухвалентных металлов . Ферриты очень тверды, хрупки и по механическим свойствам подобны керамике (в основном имеют темно-серый или черный цвет).
Плотность ферритов значительно меньше плотности металлических магнитных материалов и составляет 4,5-4,9 г/см3. Ферриты хорошо шлифуются и полируются абразивными материалами. Их можно склеивать клеем БФ-4 по общеизвестной технологии (зачистить шкуркой, обезжирить бензином, нанести клей и дать немного высохнуть, крепко сдавить прессом на несколько часов, но так, чтобы не расколоть феррит). Ферриты являются полупроводниками и обладают электронной проводимостью. Их удельное сопротивление (в зависимости от марки) в пределах от 10 до 10¹° Ом х см.
Основные характеристики ферромагнитных материалов приведены в табл.1:
Bm — индукция насыщения, значение которой соответствует состоянию насыщения, т.е. такому состоянию ферромагнитного материала, при котором магнитная индукция не изменяется при изменении напряжености магнитного поля;
Br — остаточная индукция, значение, получаемое при уменьшении напряженности поля до нуля;
Нс — коэрцитивная сила, значение напряженности магнитного поля, при котором индукция принимает нулевое значение;
m — магнитная проницаемость — коэффициент, показывающий, во сколько раз магнитная индукция в ферромагнитном материале больше, чем в воздухе, Магнитная проницаемость ферромагнитного материала зависит от напряженности поля, температуры и других факторов;
mн — начальная магнитная проницаемость, она определяется из начального участка основной кривой намагничивания по наклону касательной и соответствует работе материала в слабых полях;
tgd — тангенс угла потерь, характеризует потери в ферромагнитных материалах и тем больше, чем больше объем материала, площадь гистерезисной петли и частота перемагничиваний, а также чем меньше удельное обьемное сопротивление (электрическое) материала;
ТКm — температурный коэффициент магнитной проницаемости при изменении температуры на 1°С.
Современные магнитомягкие ферриты можно разделить на несколько групп, различающихся электромагнитными параметрами и назначением. В обозначении марки феррита цифры соответствуют номинальному значению начальной магнитной проницаемости, первая буква Н означает, что феррит низкочастотный, вторая буква М- марганец-цинковый феррит, Н — никель-цинковый; буквы ВЧ указывают, что феррит предназначен для работы на высоких частотах.
Ферриты марок 6000НМ, 4000НМ, 3000НМ, 2000НМ, 1500НМ, 1000НМ используют на частотах до нескольких сотен кГц как в слабых, так и в сильных полях. В слабых полях ферриты этой группы применяют в случаях, когда не предъявляют повышенных требований к температурной стабильности. Ферриты первых трех марок рекомендуется применять в магнитопроводах вместо листового пермаллоя толщиной 0,1-0,02 мм и меньше.
Ферриты марок 2000НМ1, 1500НМI, 1500НМ2, 1500НМ3, 1000НМ3 и 700НМ предназначены для использования в слабых и средних полях при частотах до 3 МГц. Они обладают малыми потерями и малым ТКm в широком интервале температур. При повышенных требованиях к термостабильности m в широком интервале температур предпочтительнее использование ферритов трех последних марок.
Ферриты марок 2000НН, 1000НН, 600НН, 400НН, 200НН и 100НН применяют в слабых полях в диапазоне частот до нескольких МГц. Ферриты трех первых марок значительно уступают марганец-цинковым ферритам с такими же значениями m , однако они более дешевы, поэтому широко применяются в различной аппаратуре при невысоких требованиях к стабильности и потерям. Остальные ферриты находят широкое применение в катушках контуров и магнитных антенн.
Ферриты марок 150ВЧ, 100ВЧ, 50ВЧ2, 30ВЧ2 и 20ВЧ предназначены для использования в слабых полях на частотах до 100 МГц. Они отличаются малыми потерями и малым ТКm в широком интервале температур, поэтому наиболее широко применяются для высокочастотных катушек индуктивности, а также для антенн переносных радиоприемников.
Ферриты марок 300НН, 200НН2, 150НHI, 90НН, 60НН, 55НН, 33НН и 10ВЧ1 отличаются малыми потерями в сильных полях. Их основное назначение — для сердечников катушек контуров, перестраиваемых подмагничиванием, и контуров магнитных модуляторов. В слабых полях tgd и ТКm этих ферритов значительно больше, чем ферритов группы ВЧ. Основные данные магнитомягких ферритов приведены в табл.2. Единицы пересчета для системы СИ: 1 Гс- 10¯4* Тл.
А.В.Кравченко, г.Киев
Электрик №2/2001
Загрузка...