Materijali i pro<strong>iz</strong>vodni postupci Ak.god. 2012/2013(T) povezane su jednadžbom (28) koja određuje energiju pohranjenu u magnetskom polju<strong>materijala</strong> i magnetsko ponašanje <strong>materijala</strong> (slika 39).B = µ ⋅ H(28)µ ... permeabilnost <strong>materijala</strong> (Vs/Am)µ 0 = 4π10 -7 ... permeabilnost vakuuma (Vs/Am)µ r ... relativna permeabilnost (1)Feromagnetski materijali značajno <strong>iz</strong>obličuju krivulju magnet<strong>iz</strong>iranja (slika 39), bez obzira nasmjer magnetskog polja koje je <strong>iz</strong>azvalo magnet<strong>iz</strong>iranje. Nadalje, pri promjeni smjeramagnetskog polja u feromagnetskom materijalu zaostaje određena gustoća magnetskog polja(B r , remanencija ili zaostali magnet<strong>iz</strong>am) koju treba poništiti da bi se kroz materijalpromijenio i smjer silnica polja. Da bi se poništila remanencija i promijenio smjer djelovanjamagnetskih sila materijal treba <strong>iz</strong>ložiti određenoj jakosti magnetskog polja (tzv. koercitivnojsili, H c ) suprotnog smjera od onog pri polaznom magnet<strong>iz</strong>iranju. Ako je jakost <strong>iz</strong>mjeničnogmagnetskog polja jednaka u oba smjera magnet<strong>iz</strong>itranja, krivulja magnet<strong>iz</strong>iranja B = f(H)pokazuje oblik petlje histereze (slika 40). Površina koju omeđuje petlja histereze direktno jeproporcionalna s gubicima magnetske energije, tj. energijom magnetskog polja koja sepretvara u toplinu.Slika 39. Pokus magnet<strong>iz</strong>iranja:a) magnetska indukcija B u praznoj zavojnicib) magnetska indukcija B u zavojnici s feromagnetskim materijalomc) krivulja magnet<strong>iz</strong>iranja feromagnetskog <strong>materijala</strong>a) b) c)Slika 40. a) Magnetska histereza; b) petlja histereze magnetski mekog <strong>materijala</strong>; c) petljahistereze magnetski tvrdog <strong>materijala</strong>32
Materijali i pro<strong>iz</strong>vodni postupci Ak.god. 2012/2013Magnetski materijali s uskom petljom histereze nazivaju se ''magnetski mekim materijalima''(slika 40.b) (čisto Fe, legure Fe-Si, feriti), lako se magnet<strong>iz</strong>iraju i razmagnet<strong>iz</strong>iraju, tj. imajumalu koercitivnu silu H c , pa se primjenjuju za magnetske memorije, jezgre elektromagneta,jezgre rotora i statora asinhronih električnih motora itd. Magnetski materijali sa širokompetljom histereze nazivaju se ''magnetski tvrdim materijalima'' (trajni magneti, legure Fe-(W,Co, Ni, Al, Ti), kaljeni čelici) (slika 40.c), teško se razmagnet<strong>iz</strong>iraju, imaju veliku koercitivnusilu i velike gubitke magnet<strong>iz</strong>iranja.3.4.3 Toplinska svojstsvaPrijenos topline kroz materijal događa se djelovanjem mehan<strong>iz</strong>ama provođenja kroz volumen<strong>materijala</strong>, te konvekcijom i zračenjem s površine tijela. pri tome mogu nastupiti dva slučaja:stacionarni prijenos topline s vremenski nepromjenljivom raspodjelom temperature ilinestacionarno (vremenski promjenljivo) provođenje topline s ugrijavanjem ili hlađenjemtijela. Za proračun i predviđanje raspodjele temperature u tijelu i na njegovoj površini,određivanje <strong>iz</strong>mijenjene topline i sl. zadatke treba poznavati toplinska svojstva <strong>materijala</strong>:specifični toplinski kapacitet (c, J/kgK), toplinsku vodljivost (λ, W/mK), koeficijent toplinskedilatacije (α, 1/K) itd.Specifični toplinski kapacitet c (J/kgK) je ona količina topline koju treba dovesti jedinici masetvari (ili <strong>materijala</strong>) da bi joj temperatura porasla za 1 K.( ϑ −ϑ)Q[ J ][ kg] ⋅ [ K ]Qc def .=⇒m ⋅1 110Q ... toplina (J)m ... masa tijela (kg)ϑ 1 ... konačna temperatura tijela (0C)ϑ 0 ... početna temperatura tijela (0C)c ... specifični toplinski kapacitet (J/kgK)Specifični toplinski kapacitet većine tehnički važnih <strong>materijala</strong> ovisan je o temperaturi iagregatnom stanju <strong>materijala</strong>. Stoga se njegova vrijednost uvijek određuje i promatra uodređenom temperaturnom intervalu u kojem nije niti temperatura isparavanja niti talište<strong>materijala</strong>.Toplinska vodljivost određuje intenzivnost kojom se toplina provodi kroz materijal ustacionarnom stanju. Toplinska vodljivost λ (W/mK) mjeri se količinom topline koja ujedinici vremena prođe kroz jediničnu kocku promatranog <strong>materijala</strong>, kad u smjeruprovođenja topline postoji razlika temperature od 1 K, <strong>iz</strong>među ulazne i <strong>iz</strong>lazne plohe kocke.Koeficijent toplinskog rastezanja ili toplinska rastezljivost α (1/K) pokazuje za koliko seprodulji tijelo (početne duljine L 0 ) od nekog <strong>materijala</strong> ako se ugrije za 1 K.(29)dLT def .1α ( ) = ⋅(30)L dT0Koeficijent toplinske rastezljivosti primjenjuje se za sve skupine <strong>materijala</strong>. Toplinskarastezljivost konstantna je pri nekoj temperaturi. Namjena ovog svojstva je za <strong>iz</strong>bor <strong>materijala</strong>i proračun naprezanja i deformacija strojnih elemenata , dijelova konstrukcija i alata kod kojihdolazi do promjene duljine ili volumena zbog povišenja temperature.33