Свободная магнитная энергия

Свободная магнитная энергия это та энергия, которую отдает магнит в воздушном зазоре. При расчете постоянных магнитов, выборе материалов и требуемых соотношений размеров стремятся к максимальному использованию материала магнита, сводящемуся к получению максимального значения свободной магнитной энергии.

Магнитная энергия, сосредоточенная в воздушном зазоре, пропорциональна произведению потока в зазоре и МДС:

. (193)

Учитывая, что ,

, (194)

получаем

(195)

где V – объем магнита.

Материал магнита характеризуется

магнитной энергией, отнесенной к единице его объема. Пользуясь кривой размагничивания, можно построить кривую W_м = f(B) при V = 1 (рис. 79). Кривая W_м = f(B) имеет максимум при каких-то значениях B и H, которые обозначены B₀ и H₀. Практически применяется способ нахождения B₀ и H₀ без построения кривой

Рис. 79. Построение кривой W_м=f(B) W_м = f(B).

Точка пересечения диагонали четырехугольника, стороны которого равны B_r и H_c, с кривой размагничивания достаточно близко соответствует значениям B₀ и H₀. Остаточная индукция B_r в относительно малых пределах (1…2,5), а коэрцитивная сила H_c в больших (1…20). Поэтому различают материалы низкокоэрцитивные, у которых W_м мала (кривая 2), высококоэрцитивные, у которых W_м больше (кривая 1).

Кривые возврата

В процессе работы аппарата с постоянным магнитом может меняться воздушный зазор. Допустим, что до введения якоря в зазор между полюсами постоянного магнита индукция была . При введении якоря зазор δ изменяется и такому состоянию системы соответствует угол α₂ (рис. 80) и большая индукция. Однако увеличение индукции происходит не по кривой размагничивания, а по некоторой другой кривой b₁cd, называемой кривой возврата.

При полном замыкании (δ = 0) мы имели бы индукцию B₂.

При изменении зазора в обратном направлении индукция меняется по кривой dfb₁.

Кривые возврата b₁cd и dfb₁ являются кривыми частных циклов намагничивания и размагничивания. Ширина петли обычно не велика и петлю можно заменит прямой b₁d. Отношение

Рис. 80. Кривые возврата ΔB/ΔH называется обратной проницаемостью магнита.