Elektronika va asbobsozlik

14-MA’RUZA.


Mavzu: Qattiq magnit materiallar va ularning ishlatilishi.


Reja:

1. 
   Materiallarning magnit xossalari.
   
2. 
   Magnit materiallar tasnifi.
   
3. 
   Qattiq magnit materiallar.
   

T ayanch so‘z va iboralar:
Magnit maydon, ferromagnit. magnit induksiyasi, Magnitodielektriklar, Gisterezis, Uyurma toklar, Dinamik gisterezis sirtmog‘i,
Koersitiv kuch, induksiya, Magnit singdiruvchanlik, magnit maydon kuchlanganligi
Tashqi magnit maydon ta’sirida magnitlanadigan, ya’ni maxsus magnit xossalarga erishadigan materiallar magnit materiallar deyiladi. Ulardan eng asosiylari: temir, ni­kkelp, kobalpt va sof temirdan tayyorlangan qotishmalar.
Magnit xossalari yaqqol namoyon bo‘ladigan magnit mate­riallar ferromagnit materiallar yoki ferromagnetiklar de­yiladi. Ferromagnit materialning Tashqi magnit maydon ta’siridagi tabiati materialdagi magnit induksiya V ning magnit maydon kuchlanganligiga bog‘liq ravishda magnitlanishini xarakterlovchi grafikning boshlang‘ich (39-rasm) qismi bo‘yicha tavsiflanadi. Magnit materiallarning xossalari ular­ning magnit xarakteristikalari bo‘yicha, baholanadi. Ulardan asosiylarini qarab chiqamiz.
Absolyut magnit singdiruvchanlik ₀—materialning magnitlanish egri chizig‘idagi bir nuqtada olingan magnit induksiyasi V ning magnit maydon kuchlanganligi N ga nisbati bilan o‘lchanadigan xarakteristikasi bo‘lib, bu kattalik genri taqsim metr (Gn/m) hisobida o‘lchanadi; _a=V/N, bu yerda V - magnit induksiya (T_l), N - magnit maydon kuchlanganligi (A/m).
Materialning nisbiy magnit singdiruvchanligi  -absolyut magnit singdiruvchanlikning magnit doimiysiga nisbati bilan o‘lchanadigan kattalikdir; =_a/₀ bu yerda ₀ — vakuum uchun mag­nit maydonni xarakterlovchi kattalik u qisqacha magnit doimiysi deb ataladi (₀ = 1,25663710~⁶ Gn/m), —o‘lchamsiz kattalik.
A bsolyut magnit singdiruvchanlik _a dan faqat hisoblashlarda foydalaniladi. Magnit materiallarning xossalarini baholash uchun tanlangan birliklar sistemasiga bog‘liq bo‘lmagan nisbiy magnit singdiruvchanlik  ishlatiladi. Bu kattalik magnit singdiruvchan­lik deb yuritiladi.
Magnit singdiruvchanlik magnit maydon kuchlanganligiga bog‘liq (40-rasm). U boshlang‘ich magnit singdi­ruvchanlik - _b va maksimal magnit singdiruvchanlik -_m ga bo‘linadi. Boshlang‘ich magnit singdiruv­chanlik nolga yaqin magnit maydon kuchlanganligida o‘lchangan miqdordir. ₆ va _m larning qiymatlari katta bo‘lsa, ushbu magnit material kuchsiz va kuchli magnit maydonlar ta’sirida oson magnitlanadigan ma­terial hisoblanadi.
M agnit singdiruvchanlikning temperatura koeffitsientini TK. ferromagnetik temperaturasiga bog‘liq ravishda magnit singdiruvchanligining o‘zgarish xarakterini baholashga imkon beradi. Magnit singdiruvchanlik temperaturalar­ning kichik T₂-T₁ oralig‘ida chiziqli o‘zgarganda TK(1/°S) kattalik ushbu formula bo‘yicha hisoblab topiladi: TK=(₂—₁)/₁ (T₂—T₁), bunda ₁ va ₂—materialning mos ravishda T₁ va T₂ temperaturalardagi magnit singdiruvchanliklari.
41-rasmda magnit singliruvchanlikning temperaturaga bog‘liqligi tasvirlangan. Mag­nit singdiruvchanlik keskin ravishda nolgacha tushadigan temperatura Kyuri temperaturasi (Tk) deb ataladi. Bu temperaturadan yuqori qiymatlarda ferromagnetikning magnitlanish jarayoni materialning atomlari va molekulalarining issiqlik harakati jadallashgani tufayli o‘zgaradi, natijada bu material ferromagnetik bo‘lmay qoladi. Masalan, sof temir uchun T_K=768°S, nikelp uchun T_k=358°S, kobalpt uchun T_k=1131⁰S.
Hamma magnit materiallar uchun o‘ziga xos bo‘lgan induksiya V_s to‘yinish induksiyasi deb ataladi. Berilgan magnit maydon kuchlanganligida V_ qancha katta bo‘lsa, bu material shuncha yaxshi deb hisoblanadi. Boshlang‘ich magnitlanishni ko‘rsatuvchi grafikdan (39- rasmga qarang) ko‘rinib turibdiki, magnit maydon kuchlangan­ligi ortishi bilan induksiya avval tez, keyin sekin ortadi, V_s ga yetgandan keyin esa deyarli o‘zgarmaydi.
Agar magnit material namunasi magnit maydon kuchlanganligi N ni uzluksiz orttira borib magnitlanadigan bo‘lsa, u holda magnit induksiya V ham boshlang‘ich magnitlanish egri chizig‘i bo‘yicha uzluksiz orta boradi. Bu egri chiziq to‘yinish induksiyasi V_s ga mos keluvchi nuqtadan tugaydi. N kuchlanganlik kamayganda magnit induksiya ham kamaya boradi, biroq V_m qiymatga kelgandan so‘ng boshlang‘ich magnitlanish egri chizig‘i 1 bo‘yicha bormay, yo‘nalish 2 bo‘yicha boradi (42- rasm).
Qoldiq magnit induksiya V_r ferromagnit materialda, mag­nit maydon kuchlanganligi nolga teng bo‘lganda, magnitsizlanish jarayonida kuzatiladi. Material namunasi magnitsizlantirish uchun magnit maydon kuchlanganligi N ni teskari yo‘naltirish kerak. Induksiya nolga teng bo‘lib qoladigan may­don kuchlanganligi N_s koersitiv kuch deb atalady. Koersitiv kuch qancha katta bo‘lsa, material shuncha kam darajada magnitsizlanadigan material bo‘lib hisoblanadi.
Material namunasini qarama-qarshi yo‘nalishda magnitsizlagandan so‘ng unda yana to‘yinish induksiyasi—V_s kuzatiladi. Magnit maydon kuchlanganligi yana N=0 gacha kamayganda va boshlang‘ich yo‘nalishda magnitlanish davom ettirilganda induksiya o‘zluksiz ravishda V_s gacha ortadi. Natijada yopiq sirtmoq hosil bo‘ladi. Bu sirtmoq chegaraviy (yoki statik) gisterezis sirtmog‘i deb atalady. Magnit induksiya to‘yinish induksiyasiga teng bo‘lgandagi doimiy magnit maydon +N dan -N gacha sekin o‘zgartira berish bilan olingan gisterezis sirtmog‘i chegaraviy gisterezis sirtmog‘i deyiladi.
Gisterezis uchun solishtirma energiya yo‘qotilishi R_r — bir sikl mobaynida materialning massa birligini qayta magnitlash uchun sarf bo‘ladigan energiya yo‘qotilishi. Gisterezis uchun ketadigan solishtirma energiya yo‘qotilishi Ko‘pincha magnit material kilogrammga to‘g‘ri keladigan Vatt (Vt/kg) hisobida o‘lchanadi. Uning qiymati qayta magnitlash chastotasiga va maksimal induksiya V_m ning qiymatiga bog‘liq. Bir sikl mobaynida gisterezis uchun ketadigan solishtirma energiya yo‘qotilishi gisterezis sirtmogining yuzi bo‘yicha aniqlanadi, ya’ni gisterezis sirtmog‘i qancha katta bo‘lsa, materialda yo‘qotishlar shuncha ko‘p bo‘ladi.
Dinamik gisterezis sirtmog‘i materialni o‘zgaruvchan mag­nit maydon ta’sirida qayta magnitlash jarayonida yuzaga keladi va statik gisterezisga nisbatan kattaroq yuzaga ega bo‘ladi, chunki o‘zgaruvchan magnit maydon ta’sir etganda mate­rialda gisterezisga ketadigan energiya yo‘qotishlardan tashqari, materialning magnit qovushqoqligi bilan aniqlanadigan uyurma toklarga va magnitlangandan keyingi ta’sir uchun sarflanadigan yo‘qotishlar yuzaga keladi.
Uyurma toklar uchun yo‘qotiladigan energiya R_U magnit materialning solishtirma elektr qarshiligi r ga bog‘liq. Solish­tirma elektr qarshilik qancha katta bo‘lsa, uyurma toklar uchun yo‘qotiladigan energiya shuncha kam bo‘ladi, uyurma toklar uchun yo‘qotiladigan energiya miqdori shuningdek magnit material­ning zichligiga va uning qalinligiga bog‘liq. R_U kattalik magnit induksiya V_m amplitudasining kvadratiga va o‘zgaruvchan magnit may­don chastotasi f ga ham proporsionaldir.
L ist ko‘rinishidagi magnit material namunasi uchun o‘zgaruvchan maydonda R_U yo‘qotishlar ushbu formula bo‘yicha hisoblab topiladi:

bu yerda h—list qalinligi, m; V_m — magnit induksiyaning maksimal (amplituda) qiymati, T_l , f — chastota, G_s ; d — materialning zichligi, kg/m³; r — materialning solishtirma elektr qarshiligi, Omm.

Materialga o‘zgaruvchan magnit maydon ta’sir ettirib magnitlanishning dinamik egri chizig‘i va mos ravishda. dinamik gisterezis sirtmog‘i olinadi. Magnitlanishning dinamik egri chizig‘idagi induksiya amplitudasining magnit maydon kuchlan­ganligi amplitudasiga nisbati dinamik magnit singdiruvchanlikni beradi
=V_mN_m
Gisterezis sirtmog‘ining shaklini baholash uchun sirtmoqning to‘g‘ri burchakliligi koeffitsienti K_s dan — chegaraviy gisterezis sirtmog‘i (42-rasmga qarang) bo‘yicha hisoblab topiladigan xarakteristikadan foydalaniladi: