Управляемая магнитная проницаемость у ферритов

2020-05-07

Управляемая магнитная проницаемость у ферритов. Известна , которая описывает зависимость относительной магнитной проницаемости μ от напряженности магнитного поля или тока в контуре .

Но очень мало сведений о том, как зависит эта проницаемость от электрического поля в материале феррита. А между тем, это очень важное свойство, которое, относительно малозатратным способом, позволяет менять индуктивность катушки при помощи сердечника с таким ферритом. Феррит с управляемой проницаемостью может служить магнитным ключом в схемах управления магнитными потоками, параметрическим элементом в генераторах и 0, основанных на параметрике второго рода. В предложенных ниже экспериментах мы представим неизвестный пока способ такого управления, индуктивность при котором может изменяться в несколько раз!. В отличие от конструкции ферритов, принципиальная схема эксперимента выглядит довольно простой . Генератор GG0 вырабатывает короткие импульсы, которые подаются на ферритовый сердечник Fe . На него намотана катушка, индуктивность которой будет меняться в зависимости от параметров импульсов и от напряжения источника питания U0. Измерение индуктивности будем производить на разъёмах XS0-XS0.

. Ферритовые сердечники использовались двух типов: ферритовое кольцо и «фериритовая колбаса» . Подключения к ферритам в точках и были сделаны следующим образом: к ферритовому кольцу были приделаны контакты в виде медных пластин, расположенных равноудалённо друг от друга по окружности, а к «фериритовой колбасе» контакты прикреплялись с двух противоположных концов. Сверху на эти ферриты были намотаны катушки классическим способом . Их параметры будут даны ниже. Генератор GG0 здесь применяется . Опыт 0. Ферритовая колбаса. Она состоит из 0-ти колец начальной проницаемостью 0 НМ, размерами 0*15*7, которые скреплены вместе на одной оси. На эту конструкцию наматывается катушка с начальной индуктивностью 0 мГн . Здесь, как в следующем опыте, количество витков и само значение индуктивности не принципиально, важно будет лишь её изменение. Подключаем измеритель индуктивности к катушке . Устанавливаем напряжение питания U0 — 0 В, а длительность импульса генератора GG0 — 0 нс. С помощью настройки частоты в GG0 добиваемся уменьшения значения индуктивности и фиксируем это значение. Нужно сказать, что таких минимумов может быть много, но все они работают в очень узком диапазоне частот. При этом, один и тот же минимум может отличаться по частоте при других зачениях длительности импульса и напряжения питания схемы, из чего сразу можно сделать вывод о наличии для каждого феррита своих оптимальных значений. Вне этих значений феррит ведёт себя, как обычно, не меняя свою проницаемость.

. Осциллограммы некоторых обнаруженных минимумов с этим сердечником представлены на . Щупы осциллографа подключены к выводам X0-X0 генератора GG0 с делителем 0:10. На первом минимуме значение индуктивности катушки L0 упало почти в два раза, на втором — в десять раз. Необходимо отметить, что на все эти изменения индуктивности источник питания затрачивал мощность порядка 0 Вт. Опыт 0. Ферритовое кольцо. На самом деле оно состоит из 0-х колец начальной проницаемостью 0 НМ, размерами 0*85*12, которые склеены вместе. На кольцо была намотана катушка обычным способом индуктивность которой составила 0 мкГн. Здесь, как в предыдущем опыте, количество витков и само значение индуктивности не принципиально, важно будет лишь её изменение. В этом опыте напряжение питания сделаем поменьше — 0 В, т.к. сопротивление между контактами феррита здесь мало, а наша задача — обнаружить оптимальные значения, при которых индуктивность меняется относительно малозатратным способом. Длительность импульса выставим — 0 нс. При меньших значениях, в этом опыте, феррит не захотел менять свою проницаемость. Остальные значения приведены на осциллограммах найденных минимумов . Отметим только, что на все изменения индуктивности в этом опыте, источник питания затрачивал мощность порядка 0 Вт.

. Применяемый здесь генератор позволяет установить необходимое число импульсов в пачке, что и было сделано в следующем опыте. Результат, как и ожидалось, представлял собой некое среднее значение изменённой индуктивности . Источник питания затрачивал здесь мощность около 0 Вт. Выводы. Есть предположение, что резкое уменьшение магнитной проницаемости на определённых частотных участках связано с определённой ориентацией доменов феррита, участвующих в некоем подобии феррорезонанса. Как уже отмечалось, минимумы магнитной проницаемости и, соответственно, индуктивности катушки, наблюдаются по всей частотной шкале задающих импульсов. Примерную картину их распределения мы отразили на рисунке . Здесь нужно отметить, что сразу после минимума появляется небольшой максимум, но он иногда малозаметный и его легко пропустить, как например, в случае сердечника в виде «колбасы». . Параметр изменения индуктивности зависит не только от длительности импульса, но и от напряжения питания. Слишком маленькое — не даёт никакого эффекта, а слишком большое — может вывести из строя окружающие приборы, да и не эффективно в плане расхода энергии. Т.е., кроме частоты и длительности импульсов необходимо подбирать и оптимальное напряжение питания схемы. В любом случае, в представленных здесь опытах, затраты на изменение магнитной проницаемости малы, относительно мощностей, которые способны пропустить через себя эти ферриты. Кроме того, напряжённость магнитного поля, которую вносит в схему импульсный ток через ферриты, никак не влияет на ток, проходящий в катушке L0, потому, что эти поля расположены перпендикулярно друг другу. И наоборот: магнитное поле, создаваемое катушкой L0 никак не влияет на ток с генератора GG0. Это означает, что мы имеем дело с параметрической схемой . А раз так, то такое устройство открывает прямую дорогу к параметрическим генераторам свободной энергии. В следующих работах, мы рассмотрим некоторые варианты подобных схемотехнических решений. Хотя в этих экспериментах было представлено всего два вида ферритовых сердечников, для подобного параметрического изменения магнитной проницаемости подходят практически любые ферриты с конечным омическим сопротивлением. . .