Магнитострикционный эффект

Магнитостри́кция (от лат. strictio — сжатие, натягивание) — явление, заключающееся в том, что при изменении состояния намагниченности тела его объем и линейные размеры изменяются. Эффект вызван изменением взаимосвязей между атомами в кристаллической решётке, и поэтому свойственен всем веществам. Изменение формы тела может проявляться, например, в растяжении, сжатии, изменении объёма, что зависит как от действующего магнитного поля, так и от кристаллической структуры тела. Наибольшие изменения размеров обычно происходят у сильномагнитных материалов. Их относительное удлинение ΔL / L обычно варьируется в пределах 10^-5…10^-2.

Эффект «жужжания»

Низкочастотный трансформатор.

При работе многих электроприборов можно услышать исходящий от них шум. Шум устройств, питающихся от бытовой электросети может быть похож на жужжание или гудение (послушать гудение (info)). Одна из возможных причин^[1] этого — магнитострикция сердечников в индуктивных конструкциях, таких так трансформаторы или дроссели. При протекании переменного тока через их катушки создаётся переменное магнитное поле такой же частоты, которое заставляет ферромагнитные сердечники сжиматься и растягиваться (с частотой 100 Гц для 50 Гц тока, или кратных частотах), которые в свою очередь передают эти колебания в воздух и другим элементам конструкции. Громкий шум может значительно ухудшить экологию окружающего пространства. Действие вибрации на внутренние элементы конструкции может послужить причиной развития трещин, способных вывести прибор из строя.

1. ↑ Бывают и другие причины, например, вибрация незакреплённых обмоток и т.п.

Использование в технике

Измерение уровня

Для измерения уровня жидкости в резервуаре располагается вертикальный волновод из магнитострикционного материала в защитной оболочке. Вокруг волновода в жидкости свободно плавает кольцевой поплавок, содержащий постоянные магниты. При протекании по волноводу электрического тока возникает магнитное поле, взаимодействующее с магнитным полем поплавка. При подаче электрического импульса по волноводу в зоне нахождения поплавка из-за магнитострикционного эффекта возникает механическая деформация волновода, вследствие которой по волноводу начинает распространяться ультразвуковая волна. По времени между генерацией импульса и регистрацией фронта ультразвуковой волны в верхней точке волновода определяется уровень жидкости.
При использовании поплавков с различной удельной массой возможно измерение не только уровня жидкости (уровня границы раздела жидкой и газообразной фазы), но и уровни раздела сред с отличающейся плотностью (например, бензина и подтоварной воды).
На практике данный метод используется для измерения уровня в резервуарах высотой до 18м и обеспечивает достаточно низкую абсолютную погрешность измерений - около 1 мм.

Ссылки

• Магнитострикционный эффект
• Физическая энциклопедия, т.3. — М.:Большая Российская Энциклопедия,1994,ISBN 5-85270-019-3, стр.10, стр.11 и стр.12.

См. также

• Электрострикция
• Эффект Виллари