5.2.4 Influenta câmpului magnetic
asupra caracteristicilor electrice ale corpurilor semiconductoare
Sub actiunea câmpului magnetic, unele semiconductoare isi
modifica rezistenta electrica (efect Gauss). De exemplu, bismutul prezinta
variatii in limita 4,6.48 %, in prezenta unor câmpuri magnetice cu intensitati
de 160..1600 kA/m (inductii de 0,2...2 T).
De asemenea, mai sunt utilizate ca traductoare de câmp
magnetic unele tranzistoare cu contacte punctiforme ale caror caracteristici de
functionare sunt puternic influentate de câmpuri magnetice in domeniul 80.160
kA/m.
5.3 Determinarea
câmpului magnetic produs de curenti cunoscuti
Folosind legea circuitului magnetic se poate calcula câmpul
magnetic produs de curenti de conductie continui sau de foarte joasa frecventa.
Doua situatii simple prin
simetria câmpului magnetic care actioneaza sunt urmatoarele (fig.5.9):
a) Bobina in forma de inel toroidal, formata din N spire parcurse de curentul i
si având lungimea medie l, prezinta in interior un câmp magnetic de
intensitate:
(5.31)
Masurând curentul i si dispunând de constanta N/l se poate
determina H.
b) Conductor rectiliniu infinit lung, parcurs de un curent i. La o distanta r
de la axul conductorului in punctul considerat, intensitatea câmpului magnetic
H este:
(5.32)
Masurând i si cunoscând distanta r se determina H.
5.4 Determinarea caracteristicilor
B - H pentru materialele feromagnetice
Starea de magnetizare se caracterizeaza prin:
- curba de magnetizare, ridicata prin cresterea câmpului magnetic de la B = 0
pâna la B = Bmax;
- ciclurile de histerezis (aplicarea de magnetizari ciclice variind intre Bmax
si -Bmax in cazul ciclurilor simetrice).
In regim stationar (de magnetizare constanta), se foloseste
metoda inelului magnetic sau a permeametrelor (instalatii derivate din metoda
inelului). In regim de magnetizare alternativa se foloseste metoda
osciloscopului catodic sau aparatele denumite ferometre (sau ferografe,
ferotestere).
5.4.1 Metoda osciloscopului catodic
Se urmareste vizualizarea pe ecranul unui osciloscop a
ciclurilor de histerezis dinamice produse intr-un corp de proba, de ex. un inel
toroidal din materialul feromagnetic ale carui proprietati magnetice
intereseaza. In acest scop se vor aplica placilor de deflexie ale
osciloscopului tensiuni proportionale cu valorile instantanee ale inductiei B
si intensitatii câmpului magnetic H. Montajul din fig. 5.10 se alimenteaza in
c.a. Inelul are lungimea l si sectiunea transversala A, o infasurare de
magnetizare cu N spire si una de masurare, cu n spire. Rezistenta R1
neinductiva si de valoare mica permite aplicarea la placile X ale
osciloscopului catodic OC a unei tensiuni proportionale cu curentul de
magnetizare, deci si cu H:
(5.33)
La placile de deflexie pe
verticala se aplica tensiunea furnizata de circuitul integrator R2C2,
cu R2 mult mai mare decât reactantele din circuitul secundar, deci:
(5.34)
Deci:
(5.35)
unde k este o constanta a circuitului secundar.
uy este proportionala cu fluxul instantaneu, deci cu valoarea
instantanee a inductiei:
(5.36)
Spotul luminos descrie astfel ciclul de histerezis dinamic
care difera putin de cel din c.c. prin pierderile prin curenti turbionari in
materialul probei. Aceste pierderi energetice - prin histerezis si curentii
turbionari - se pot estima prin aria ciclului dinamic:
(5.37)
unde a si b sunt scarile folosite
pentru H si B pe diagrama, iar Aciclu este aria ciclului dinamic de
histerezis.
Pentru frecventa f si cu g ?densitatea materialului
feromagnetic [kg/m3], pierderile de putere in ciclu devin:
(5.38)
|
