Ankara Üniversitesi Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Fakültesi Fizik Mühendisliği Fizik Mühendisliği Katıların Manyetik Özellikleri Katıların Manyetik Özellikleri Yumuşak Manyetik Malzemeler Yumuşak Manyetik Malzemeler

(1)

Ankara Üniversitesi Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Fakültesi

Fizik Mühendisliği Fizik Mühendisliği

Katıların Manyetik Özellikleri

Yumuşak Manyetik Malzemeler

(2)

İçindekiler İçindekiler

Yumuşak Manyetik Malzeme nedir?

Yumuşak Manyetik Malzemelerde enerji Yumuşak Manyetik Malzemelerde enerji

kayıpları kayıpları

Transformatör Transformatör

Motor ve jeneratörler Motor ve jeneratörler

Elektriksel çelik Elektriksel çelik

Özel Alaşımlar Özel Alaşımlar

Genel

(3)

Manyetik Malzemeler Manyetik Malzemeler

Yumuşak Manyetik Malzemeler Yumuşak Manyetik Malzemeler

Sert Manyetik Malzemeler

(4)

Yumuşak manyetik malzemeler, kolaylıkla mıknatıslanabilen ve mıknatıslığı

giderilebilen malzemelerin gerektiği

yerlerde kullanılır. (manyetoelastik

malzemeler)

(5)

Yumuşak Manyetik Malzeme Yumuşak Manyetik Malzeme

Yüksek geçirgenlik Yüksek geçirgenlik

Düşük zorlayıcı alan

(6)

Geçirgenlik Geçirgenlik

Geçirgenlik yumuşak manyetik malzemeler Geçirgenlik yumuşak manyetik malzemeler için en önemli parametredir, çünkü

için en önemli parametredir, çünkü

uygulanan akımla ne kadar manyetik akı uygulanan akımla ne kadar manyetik akı

kazanabileceğimizi bize bildirir.

H B

r

0

1   

(7)

Ferrit malzeme için histerisis döngüsü

(8)

Zorlayıcı alan Zorlayıcı alan

Zorlayıcı alan, manyetik malzeme üzerindeki manyetik alan kaldırıldığındaki mıknatıslık

değeridir.

Zorlayıcı alan değeri düşük olan malzemeler yumuşak manyetik malzemeler olarak

kullanılırlar. Bu parametre aynı zamanda yumuşak ve sert manyetik malzemeleri birbirinden ayırmak için kullanılır.

Zorlayıcı alan <10 kA/m=125 Oe olanlar yumuşak manyetik malzemeler olarak

adlandırılır.

(9)

(10)

Yumuşak manyetik malzemelerin histeris eğrileri

(11)

Lee and Lynch Lee and Lynch

Heavy-duty flux multipliers Heavy-duty flux multipliers

(Ağır görevli akı arttırıcılar) (Ağır görevli akı arttırıcılar)

Light-duty flux multipliers Light-duty flux multipliers

(Hafif görevli akı arttırıcılar) (Hafif görevli akı arttırıcılar)

Square - loop materials Square - loop materials (Kare devre malzemeler) (Kare devre malzemeler)

Microwave system components

(Mikrodalga sistem elemanları) (Mikrodalga sistem elemanları)

(12)

Yumuşak manyetik malzemelerde Yumuşak manyetik malzemelerde

enerji kayıpları enerji kayıpları

Histeris enerji kayıpları Katkılar

Kristal düzensizlikleri ve çökeltiler

Gerinme

(13)

Histerisis enerji kayıpları;

Yumuşak manyetik malzemelerde zorlayıcı alan değerinin oldukça küçük olması istenir, eğer

histerisis eğrisi genişlerse (yani birbirinden

farklı bölgelerin oluşması durumunda) harcanan

enerji histerisis enerji kayıplarını oluşturur.

(14)

Girdap akımı enerji kayıpları :

Eddy ya da Foucult kayıpları olarak da

adlandırılan girdap akım kayıpları, alternatif akım ya da zamanla değişen alanların söz konusu

olduğu durumlarda malzemede ya da çekirdekte ortaya çıkan ısı (Joule) kayıplarıdır. Faraday

yasasına göre zamanla değişken bir alan içinde bulunan iletkenlerde bir gerilim indüklenir. Aynı şekilde ferromagnetik malzemelerin

moleküllerinde de bir gerilim indüklenir.

(15)

İndüklenen bu gerilimler sonucu oluşan akımlar

moleküller arasında çevrimini tamamlamaya çalışır ve böylece ferromanyetik malzeme, bir çok kısa devre

olmuş sargılar gibi davranır. Meydana gelen girdap akımları, manyetik alan frekansında olacağından elektronların birbirine sürtünmeleri neticesinde

moleküller ve moleküllerin teşkil ettiği kısımlar ısınır.

Girdap akımları, manyetik alanın frekansı yanında malzeme cinsi, yapısı ve boyutlarına

bağlıdır.

(16)

Eddy-Current

(Girdap akımı)

(17)

Girdap akımları, sadece malzemenin Girdap akımları, sadece malzemenin

ısınmasına değil, aynı zamanda kendisini ısınmasına değil, aynı zamanda kendisini

oluşturan alana ters yönde olacağından oluşturan alana ters yönde olacağından

manyetik alanın da zayıflamasına neden manyetik alanın da zayıflamasına neden

olurlar.

Girdap akımlarına dolayısıyla girdap kayıplarına Girdap akımlarına dolayısıyla girdap kayıplarına

etkiyen büyüklükleri görme amacıyla;

(18)

(19)