Elektryczno i Magnetyzm Wykad Jan Gaj Pokazy Tomasz

Elektryczność i Magnetyzm Wykład: Jan Gaj Pokazy: Tomasz Kazimierczuk/Karol Nogajewski, Tomasz Jakubczyk Wykład dwudziesty trzeci 6 maja 2010

Z poprzedniego wykładu n Indukcyjność zwojnicy na rdzeniu zamkniętym zależy tylko od liczby zwojów n Funkcja Langevina n Przybliżenie pola średniego – opis ferromagnetyzmu n Paramagnetyzm Curie, Curie-Weissa, Van Vlecka, Pauliego n Fazy uporządkowane magnetycznie: Ferromagnetyk, antyferromagnetyk, ferrimagnetyk n Magnetostrykcja

Twardy dysk

Twardy dysk głowica

Informacja na twardym dysku Nanometrowa skala odległości

Zapis i odczyt informacji GMR: gigantyczny magnetoopór w strukturach warstwowych

Gigantyczny magnetoopór w strukturze warstwowej FM NM A. Fert et al. Albert Fert, Peter Gruenberg Nobel 2007 za GMR

GMR i zawór spinowy rozpraszanie elektronu z odwróceniem spinu http: //www. research. ibm. com/research/demos/gmr/cyberdemo 1. htm http: //www. research. ibm. com/research/demos/gmr/cyberdemo 3. htm Zawór spinowy: warstwa „miękka” i warstwa trwale namagnesowana

Exchange bias Zawór spinowy: warstwa „miękka” i warstwa trwale namagnesowana Sposób na trwałość namagnesowania: sprzężenie ferromagnetyk – antyferromagnetyk (exchange bias) Ferromagnetyk Antyferromagnetyk Idealizacja Bliżej rzeczywistości

Exchange bias Ferromagnetyk Antyferromagnetyk Para sprzężonych warstw Jak zorientować antyferromagnetyk? Ferromagnetykiem

Gęstość zapisu informacji

Pojemność twardego dysku

Transformator U~ Oscyloskop Przybliżenie wspólnego strumienia magnetycznego (w rdzeniu) Uwaga: teraz I jest natężeniem prądu doprowadzonego do zwojnicy!

Mechanizmy strat w transformatorze Jak sprawdzić wkłady do strat pochodzące od oporu uzwojenia i histerezy? U~ R Oscyloskop U 1 – R 1 I 1 -RI 1 U 1 + R I 1

Transformator nieobciążony U~ Odbiornik M L 1 , R 1 L 2 , R 2 Prawa Kirchhoffa w obwodzie pierwotnym i wtórnym czyli Przekładnia napięciowa

Mechanizmy strat w transformatorze n Opór uzwojeń (straty silnie zależne od obciążenia) – zaniedbywalny n Magnetostrykcja n Promieniowanie fali elektromagnetycznej n Prądy wirowe w rdzeniu n Praca przemagnesowania (histereza, straty niezależne od obciążenia) – mechanizm dominujący

Transformator - pomiary A U~ miernik mocy V n Prąd jałowy głównie indukcyjny (cos 0. 3) n Straty w oporze uzwojenia małe, przy obciążeniu umiarkowanym prądem mała zmiana mocy strat n Przekładnia napięciowa (240/68) nieznacznie zmienia się przy obciążeniu n Sprawność około 96%

Transformator obciążony U~ Odbiornik M L 1 , R 1 L 2 , R 2 Prawa Kirchhoffa w obwodzie pierwotnym i wtórnym

Transformator obciążony

Transformator - dyskusja Transformator idealny: L 1 L 2 = M 2, L 1/L 2 = n 12/n 22 , R 1 = R 2 = 0 Prąd jałow y. I 10 Schemat zastępczy transformatora idealnego U 1 L 1 Zn 12/n 22 Od strony uzwojenia pierwotnego -U 1 n 2/n 1 Z Od strony uzwojenia wtórnego

Transformator idealny podsumowanie n Prąd jałowy (uzwojenie wtórne rozwarte) nie pobiera mocy n Przekładnie Napięciowa: jak liczby zwojów n Prądowa: liczona po odjęciu prądu jałowego, odwrotnie do liczb zwojów n Znak minus: kompensacja zmiany strumienia n n Sprawność 100% n Pominięte mechanizmy strat: histereza, prądy wirowe w rdzeniu, opór uzwojeń

Transformator magnetycznie idealny obciążony opornikiem Z oporem uzwojeń: L 1 L 2 = M 2, L 1/L 2 = n 12/n 22 , R 1, R 2 0, Z = R Sprawność transformatora maleje zarówno dla małych jak i dla dużych wartości R W rzeczywistości dochodzą jeszcze straty na histerezę i prądy wirowe w rdzeniu. W dobrych transformatorach (o dużej mocy) są one dominujące, a sprawność przekracza 95%.