Привет, Вы узнаете о том , что такое эффект виллари, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое эффект виллари, магнитоупругий эффект , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Электростатика.

Эффект Вилла́ри или магнитоупругий эффект — явление обратное магнитострикции, заключающееся в изменении намагниченности магнетика под действием механических деформаций. Назван по имени открывшего его в 1865 году итальянского физика Э.Виллари. В таблице ниже показано поведение ферромагнетиков с различной магнитострикцией при их деформации. Его физическая суть заключается в изменении магнитной проницаемости, а также связанных с ней магнитных свойств ферромагнетиков при механической деформации образцов, из данных ферромагнетиков изготовленных. На данном принципе основывается работа магнитоупругих измерительных преобразователей.

Сущность эффекта

Для примера можно взглянуть на петли гистерезиса пермаллоя и никеля в условиях действия на изготовленные из данных материалов образцы механического растяжения. Так, при растяжении образца из никеля, с ростом напряжения растяжения - петля гистерезиса наклоняется. Это значит, что чем больше растяжение никеля — тем меньше его магнитная проницаемость. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Остаточная индукция при растяжении никеля также уменьшается. А пермаллой — наоборот.

Когда образец пермаллоя растягивают, форма его петли гистерезиса приближается к прямоугольной, значит магнитная проницаемость пермаллоя при растяжении увеличивается, остаточная индукция также растет. Если напряжение сменяется с растяжения на сжатие, то и знак изменения магнитных параметров сменяется на противоположный.

Причина проявления эффекта Виллари ферромагнетиками при деформации заключается в следующем. Когда на ферромагнетик действует механическое напряжение, это изменяет его доменную структуру, то есть границы доменов смещаются, их векторы намагниченности поворачиваются. Это подобно намагничиванию сердечника током. Если данные процессы имеют одинаковое направление, то магнитная проницаемость возрастает, если же направление процессов противоположно — уменьшается.

Эффект Виллари обратим, поэтому его называют обратным магнитострикционным эффектом. Эффект прямой магнитострикции заключается в деформации ферромагнетика под действием приложенного к нему магнитного поля, что также приводит к смещению границ доменов, к повороту векторов магнитных моментов, при этом кристаллическая решетка вещества изменяет свое энергетическое состояние из-за изменения равновесных расстояний ее узлов, из-за смещения атомов со своих исходных мест. Кристаллическая решетка деформируется так, что для некоторых образцов (железо, никель, кобальт, их сплавы и т.д.) относительное удлинение доходит до 0,01.

С позиции магнитоупругого эффекта, материал можно характеризовать таким параметром как коэффициент магнитоупругой чувствительности. Он определяется как отношение изменения относительной магнитной проницаемости вещества к его относительной деформации или к приложенному механическому напряжению. А так как относительное изменение длины и механическое напряжение связаны законом Гука, то и коэффициенты связаны друг с другом через модуль Юнга:

Изменение магнитной проницаемости материала при его деформации может быть преобразовано в электрический сигнал при помощи индуктивного измерения (индуктивное или взаимоиндуктивное преобразование).

Известно, что индуктивность катушки на замкнутом магнитопроводе постоянного сечения находится по следующей формуле:

Если теперь магнитопровод деформировать действием некой внешней силы, то изменятся геометрические размеры и магнитная проницаемость магнитопровода (сердечника катушки). Таким образом, при механической деформации изменяется индуктивность катушки. Изменение индуктивности можно вычислить с помощью дифференцирования:

Ферромагнитные материалы с сильно выраженным эффектом Виллари позволяют принять:

Для взаимоиндуктивного измерительного преобразования изменяется взаимная индуктивность катушек:

Применение

• Эффект Виллари может применяться для проведения тонких физических экспериментов. В частности, можно найти зависимость изменения температуры магнитного материала от магнитострикции насыщения λs.

• Измерение сил с помощью магнитоупругих датчиков (преобразователей)[1].

По сравнению с тензометрическими датчиками, обычно используемыми для измерения сил, магнитоупругие датчики отличается повышенными надежностью и уровнем выходного сигнала, а также использованием более простой измерительной схемы. Они нашли применение в тех областях техники, где предъявляются повышенные требования к надежности в связи с эксплуатацией в тяжелых условиях, например, в металлургическом производстве для взвешивания шихты перед загрузкой в плавильную печь и на морских плавучих подъемных кранах в качестве датчика системы ограничения грузоподъемности.

Эффект Виллари применяется в современных магнитоупругих измерительных преобразователях, которые позволяют измерять значительные силы и давления, механические напряжения и деформации у различных объектов.

Вау!! 😲 Ты еще не читал? Это зря!

• Пьезоэлектрический эффект
• Электрострикция

Информация, изложенная в данной статье про эффект виллари , подчеркивают роль современных технологий в обеспечении масштабируемости и доступности. Надеюсь, что теперь ты понял что такое эффект виллари, магнитоупругий эффект и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Электростатика