За значенням абсолютної магнітної проникності m a речовини поділяють на: діамагнітні – m a < 1 (полімерні матеріали, срібло, мідь), парамагнітні – m a > 1 (платина, алюміній, повітря) і феромагнітні – m a >> 1 (залізо, кобальт, нікель, ферити).
Основним матеріалом, який використовують для виготовлення магнітопроводів сучасного електротехнічного обладнання є напівпровідникові феромагнетики - ферити.
Ферити — це тверді розчини оксиду заліза Fе2О3 і оксиду одновалентного або двовалентного металу Ni, Zn, Si, Cd, Cu, Pb і ін. Виготовляють ферити спіканням при температурі 1100—1600 К добре перемішаних порошкоподібних компонентів. Особливого значення набули магній-марганцеві ферити з коерцитивною силою 160 000— 240 000 А/м, які, зокрема, використовують у запам'ятовуючих пристроях ЕОМ («+ В» і «- В» відповідають двійковій системі чисел).
Крім великої магнітної проникності m а, яка в десятки, а то і сотні тисяч разів може перебільшувати магнітну проникність вакууму m0, ферити мають здатність добре намагнічуватися і, тим самим, ставати джерелами магнітного поля. Так наприклад, якщо МРС, яку збуджує котушка зі струмом відносно мала, то при введені у цю котушку феромагнітного осердя, магнітна проникність якого m а, МРС підсилюється приблизно в m = m а /m0разів. Крім того, маючи дуже великий питомий електричний опір, ці матеріали обмежують втрати енергії на індукційні струми.
Для розрахунку магнітних кіл складених із феромагнітних матеріалів використовують криві намагнічування – залежності В (Н). Враховуючи, що для абсолютної більшості цих матеріалів кривунамагнічуванняточно описати аналітично складно, то у довідниковій літературі залежності В від Н звичайно наводять у вигляді таблиць або графіків (рис. 2.4).
Залежність В (Н), побудовану при безперервному збільшені В і Н від нуля, тобто при відсутності у речовини залишкової намагніченості, називають початковою кривою намагнічування (крива 1). З рис. 4.1 видно, що зі збільшенням напруженості магнітного поля, індукція (намагніченість) матеріалу збільшується. Разом з тим, при Н > Нс подальше зростання В практично не відбувається. Стан матеріалу намагніченого до В ³ Вс називають магнітним насиченням матеріалу.
При періодичному намагнічуванні феромагнетику до стану насичення то в одному, то в іншому напрямках процес відбувається за так званою граничною гістерезисною петлею. При періодичному намагнічуванні до В < Вс отримують сімейство гістерезисних петель (на рис. не показані) розташованих у межах граничної петлі.
Площа гістерезисної петлі є пропорційною енергії, яка витрачається за один цикл на перемагнічування одиниці об’єму матеріалу. Координати точок перетину граничної петлі гістерезису з віссю ординат Вr називають залишковим намагнічуванням, а з віссю абсцис Нr - коерцитивною силою, якою є напруженість магнітного поля, при якій залишкова намагніченість феромагнетику зменшується до нуля.
Залежно від значення Нr, тобто ширини гістерезисної петлі, феромагнітні матеріали умовно поділяють на магнітом’які (Нr < 4, кA/м– вузька петля гистерезису) і магнітотверді (Нr > 4, кA/м – широка гістерезисна петля). Оскільки магнітна проникність магнітом’яких матеріалів (технічне залізо, електротехнічні сталі, залізонікелеві сплави, чавуни) велика, а коерцитивна сила мала, то втрати енергії на їх перемагнічування відносно малі і тому такі матеріали використовують для виготовлення електромагнітних пристроїв, які працюють зі змінною МРС (індукційні котушки, трансформатори тощо).
Тверді магнітні матеріали характеризуються тим, що коерцитивна сила і залишкова індукція В у них великі. Це, наприклад, вуглецева, вольфрамові, хромові та кобальтова сталі, альніко (24 Co; 14 Ni; 8 Al; 3 Cu; інше - Fe), альні (25 Ni; 12 Al;інше - Fe). Названі магнітні матеріали мають малий питомий опір, а тому у змінних магнітних полях спричинюють значні втрати енергії на індукційні струми. Їх використовують для побудови постійних магнітів, які є складовою частиною магнітоелектричних вимірювальних приладів, динаміків тощо.
Слід відмітити, що під дією магнітного поля феромагнітні матеріали змінюють свої геометричні розміри (це явище називають магнітострикцією), а при стиснені або розтягуванні здатні намагнічуватися. Зі збільшенням температури магнітна проникність феромагнетиків зменшується і для кожного з матеріалів є така критична температура (точка Кюрі) при якій матеріал втрачає свої феромагнітні властивості.
Поряд з цим стає очевидним, що від зміни магнітного поля в просторі індукційний струм виникатиме не тільки в лінійному струмопровідному контурі, а й у самому масивному струмопровідному тілі. Ці вихрові індукційні струми називають струмами Фуко.
Завдяки малому електричному опору масивних тіл індукційні струми в них можуть досягати значної густини і у самих тілах буде виділятись значна кількість теплоти. Для зменшення втрат на нагрівання вихровими струмами якоря електричних машин і сердечники трансформаторів виготовляють не з суцільного заліза, а з тонких пластин або тонких дротин, покритих непровідним лаком. Площини пластин або дротини розміщують перпендикулярно до можливих напрямів струмів Фуко. Разом з тим, теплову дію індукційних струмів широко використовують для плавлення металів, нагрівання при поверхневому гартуванні стальних виробів та ін. Гальмівну силу, що утворюється в зоні дії струмів Фуко використовують в конструкціях магнітних демпферів — заспокоювачів рухомих стрілок у гальванометрах, сейсмографах та інших приладах...
