|
|
|
| Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии | |
Стартовая страница |
О системе |
Технические требования |
Синтез |
Обучающий модуль |
Справка по системе |
Контакты |
 | Видемана эффект |
 | |
Анимация
Описание
Эффект Видемана - закручивание ферромагнитного стержня, по которому течет электрический ток (создающий циркулярное магнитное поле), возникающее при намагничивании стержня вдоль его оси. Эффект обусловлен магнитострикцией.
При скручивании ферромагнитного стержня в нем появляется винтовая составляющая повышенной магнитной проницаемости и, следовательно, в магнитном поле - винтовая составляющая потока, которую можно считать результатом суперпозиции продольного и кругового потоков. Стержень, помещенный в продольное магнитное поле, испытывает деформацию кручения.
Закручивание стержня с током в магнитном поле
Рис. 1
Действующее значение ЭДС, возникающее под действием крутящего момента:
,
при условии:
,
где Вм - индукция магнитного поля, создаваемая потоком, проходящим через стержень при отсутствии Мt;
c - частота напряжения питания;
m - магнитная проницаемость;
Вs - индукция насыщения;
ls - максимальная магнитострикция материала стержня;
l и R соответственно длина и радиус стержня;
Мt - крутящий момент;
s - предел прочности.
При частоте напряжения питания 102 Гц ЭДС может достигать нескольких десятков милливольт. С ростом магнитного поля изменяется и магнитострикция. В слабых полях она незначительна.
Поэтому:
l=аI 2,
где l - магнитострикция образца;
а - постоянная;
I - намагниченность.
Для проявления физического эффекта магнитострикция не должна зависеть от изменения намагниченности на прямо противоположную, т. е. магнитострикция должна быть четной функцией намагниченности.
Физический эффект проявляется на телах удлиненной формы (стержни, трубы и т.п.). Электрическое поле приложено к точкам поверхности ферромагнитного тела. Циркулярное магнитное поле проявляется в пространстве вокруг этого тела и намагничивает его вдоль оси.
Ключевые слова
Разделы наук
Применение эффекта
Физический эффект Видемана применяется в радиоэлектронной промышленности при изготовлении магнитоупругих датчиков для измерения больших усилий (нажатий) и деформаций в деталях машин, конструкций.
Основным преимуществом этих датчиков является большая выходная мощность. Это объясняется тем, что в магнитоупругом датчике все тело упругого элемента, воспринимающего измеряемое усилие, является активным.
Пример 1. Датчик вращающего момента.
Основной элемент этого датчика - цилиндрическое длинномерное тело из ферромагнитного материала, намагничиваемое проходящим через него в продольном направлении током (рис. 3).
Рис. 3
Обозначения:
1 - проволока из ферромагнитного материала (первичная обмотка);
2 - вторичная обмотка;
3 - конструкция, к которой приложен вращающий момент;
4 - электроды.
Если магнитное поле расположено в рабочем теле по кольцевым цилиндрическим линиям, то деформация не происходит. При нарушении симметрии магнитной проводимости вдоль оси тело скручивается, и в обмотке 2 - наводится ЭДС.
Реализации эффекта
Техническая реализация эффекта Видемана
Для наблюдения эффекта Видемана через цилиндрический постоянный магнит (рис. 2) пропускают импульсный ток десятки-сотни амп
Рис. 2
Результирующее скручивание jt цилиндра регистрируют стандартными пьезодатчиками.
Литература
1. Физика. Большой энциклопедический словарь. - М.: Большая Российская энциклопедия, 1999.- С. 90, 460.
2. Новый политехнический словарь. - М.: Большая Российская энциклопедия, 2000.- С. 20, 231, 460.
| Стартовая страница О системе Технические требования Синтез Обучающий модуль Справка по системе Контакты | |
 |
|
| Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина | |
