Determinarea Caracteristicilor Materialelor Feromagnetice în Curent Alternativ

1.INTRODUCERE

Pentru ca lumea in care traim este un "camp magnetic" dar pentru ca nu exista o definitie clara , pentru a intelege mai bine acest termen incep a explica prin ochii energetici,electrotehnici si tehnologiei avansate tehnicile prin care campul magnetic este produs de magneti permanenti si de conductoare care sunt parcurse de curent electric. Magnetismul este unul dintre fenomenele care se manifesta prin forte de atractie sau respingere intre corpuri; fortele magnetice isi au originea in miscarea electronilor sau a altor particule cu sarcina electrica. Atunci cind magnetismul este produs de sarcini electrice libere, de exemplu in curentul electric, in plasma sau in fluxuri de particule incarcate electric, fenomenul se numeste electromagnetism. Si electronii aflati in miscare orbitala in atom produc magnetism; acesta este mai lesne de observat in magnetii permanenti, de exemplu in mineralele naturale precum magnetitul (un oxid de fier, Fe3O4) sau in fier si unele aliaje ale sale (inclusiv o parte din oteluri) care pot fi magnetizate. Magnetii permanenti (materiale care pot fi magnetizate de un camp magnetic extern si care au proprietatea de a ramane magnetizate si a emite camp magnetic chiar si dupa inlaturarea campului extern ) au campuri magnetice persistente cauzate de efectul numit feromagnetism. Magnetismul se manifesta si sub forma de lichide magnetice.

Motivul alegerii acestei teme consta in faptul ca exista multe situatii in care diferite actiuni nu pot fi explicate, in cazul acesta studiind aceasta stiinta vom afla ca de exemplu campul magnetic poseda energie si exercita forte asupra altor magneti. Campul magnetic depinde in functie de compozitia magnetica a acestor materiale, iar compozitia lor se urmareste la rolul ei in functie de ce anume se doreste a se obtine. Fierul constituie materialul de baza,a celor mai multe campuri magnetice, acestea fiind la randul lor diversificate.Utilizarea larga in industria electrotehnica a materialelor magnetice necesita o adanca cunoastere a proprietatilor acestora. Intre acestea, proprietatile magnetice cum sunt caracteristicile magnetice si pierderile, joaca un rol important. Pentru a fixa ideile, o masina electrica trebuie construita astfel incat performantele sale sa fie pe cat posibil mai bune. Pentru a asigura aceste cerinte, au fost intocmite mai multe programe de calculator pentru doua si trei dimensiuni care sunt larg utilizate in proiectarea echipamentului electromagnetic in industrie. Aceste programe asigura o foarte buna acuratete. Dar pentru a obtine in realitate,o mare acuratete, este necesar sa se introduca valorile ale marimilor care caracterizeaza materialele utilizate, inclusiv pentru materialele magnetice. Totusi, cu toate progresele facute in calcul, situatia nu este la fel de buna in ceea ce priveste caracterizarea materialelor magnetice. Astfel,in programele utilizate nu se fac anumite specificari ca de exemplu, tipul de caracteristici de magnetizare care trebuie utilizate: curba de prima magnetizare, curba de magnetizare statica normala, curba de magnetizare dinamica normala, curba de histerezis. Caracteristicile enumerate difera una de alta, iar din acest motiv, daca se utilizeaza caracteristici neadecvate, nu ne putem astepta la rezultate adecvate. In anumite probleme, legate in special de aplicatii tehnice, uneori este necesar sa dispunem de expresiile matematice ale curbelor care reprezinta polarizatia magnetica sau inductia magnetica in functie de intensitatea campului magnetic. Astfel de aplicatii se refera in special la calculul campului magnetic in diferite masini, aparate si alte echipmente electromagnetice care includ miezuri magnetice, in diferite conditii de operare. Trebuie sa specificam ca pentru proiectare se utilizeaza numai curbe obtinute experimental.

1.1 Scopul lucrarii:

Lucrarea are drept scop cunoasterea principiului si metodei pentru determinarea caracteristicilor materialelor feromagnetice la functionarea acestora in curent alternativ:

- determinarea caracteristicii de prima magnetizare;

- determinarea ciclului de histerezis in curent alternativ ;

- determinarea pierderilor in fier.

Ele se determina cu ajutorul dispozitivului Epstein, la o anumita inductie si la o anumita frecventa

1.2 Stuctura lucrarii

Lucrarea ete structurat pe sase capitole, capitolul 1este introducerea, iar capitolul 2 prezinta aspecte teoretice despre campul magnetic.

In capitolul 3 sunt prezentate proprietatile materialelor magnetice, clasificarea materialelor magnetice, si caracteristicile materialelor magnetice.

Capitolul 4 descrie metoda cu care se determina caracteristicile materialelor feromagnetice, si contributiile personale la experiment.

In capitolul 5 este prezentat, metoda elementului finit cu ajutorul caruia se simuleaza dispozitivul Epstein, si compararea rezultatelor experimentale cu datele obtinute prin simulare.

Capitolul 6 contine concluziile trase din rezultatele obtinute prin experiment.