При перемагничивании ферромагнетиков в переменных магнитных полях возникают потери энергии, приводящие к их нагреву, что обусловлено потерями на гистерезис и динамическими. Потери энергии на гистерезис могут быть определены по площади его статической петли. Динамические потери вызываются вихревыми токами, индуктированными в массе магнитного материала, и магнитным последействием или магнитной вязкостью. Чем больше удельное электрическое сопротивление ферромагнетика, тем меньше потери на вихревые токи.
Особую группу составляют ферримагнетики — сложные оксидные материалы специализированного назначения, называемые ферритами, которые отличаются от ферромагнетиков меньшей индукцией насыщения, почти прямоугольной петлей гистерезиса (рис. 2, в), более сложной температурной зависимостью индукции и более высоким удельным сопротивлением.
Магнитные материалы классифицируют по назначению. Магнитно-мягкие материалы разделяют на низко- и высокочастотные с повышенным удельным сопротивлением, а магнитно-твердые — на материалы для постоянных магнитов и записи звука. Кроме того, применяют материалы специализированного назначения.
Магнитно-мягкие низкочастотные материалы. Их применяют для изготовления магнитопроводов трансформаторов, электромагнитов, электрических машин, измерительных приборов, в которых при минимальных затратах энергии необходимо получить наибольшую индукцию. В группу магнитно-мягких низкочастотных материалов входит особо чистое электролитическое железо, получаемое путем электролиза, и карбонильное железо, изготовляемое термическим разложением пснтакарбонила [Fe(CO)5->Fe+5CO]. Эти материалы содержат весьма малое (менее 0,05%) количество примесей.
Технически чистое железо (армко-желеэо) обычно содержит небольшое (до 0,1 %) количество примесей углерода, серы, марганца, кремния и других элементов, ухудшающих его магнитные свойства. Оно обладает относительно малым удельным сопротивлением и используется для изготовления магнитопроводов постоянного магнитного потока.
Разновидностью технически чистого железа является низкоуглеродистая электротехническая листовая сталь, выпускаемая толщиной листа от 0,2 до 4 мм и содержащая до 0,04 % углерода и 0,6 % других примесей. Магнитные свойства и содержание примесей железа и низкоуглеродистой стали приведены в табл. 10.
Таблица 10
| Материал | Коэрци-тивная сила. А/м | Максималь- ная магнитная прони- цаемость | Содержание примесей, % | |
| углерод | кислород | |||
| Электролитическое железо | 0,02 | 0,01 | ||
| Карбонильное железо Технически чистое железо | 6,4 | 0,005 0,02 | 0,005 0,06 | |
| Низкоуглеродистая элек- тротехническая сталь | 0,04 | — |
Таблица 11
| Степень легирования стали кремнием | Вторая цифра марки | Удельное сопротивление, мкОм м | Плотность, Мг/м | Степень легирования стали кремнием | Вторая цифра марки | Удельное сопротивление, мкОм-м | Плотность, Мг/м |
| Нелегированная | 0,14 | 7,85 | Среднелегиро-ванная | 0,4 | 7,75 | ||
| Слаболегиро- -ванная | 0,17 | 7,82 | |||||
| Нижесредне-леги рованная | 0,25 | 7,8 | Повышенно-легированная | 0,5 | 7,65 | ||
| Высоколегированная | 0,6 | 7.55 |
Кремнистая электротехническая тонколистовая сталь обладает повышенными удельным сопротивлением (за счет введения в нее кремния) и магнитной проницаемостью, меньшими коэрцитивной силой и потерями на гистерезис. Сталь, содержащая свыше 5 % кремния, становится очень хрупкой. Плотность и удельное электрическое сопротивление электротехнической стали зависят от степени ее легирования кремнием (табл. 11). Толщина выпускаемых листов стали составляет 0,1 — 1 мм. Путем специализиро» ванной прокатки и особой термообработки получают текстурованную сталь с лучшими магнитными свойствами, что позволяет при использовании ее в сетевых трансформаторах и радиотрансформаторах уменьшать на 20 — 40 % их массу и габаритные размеры. Зависимость магнитной индукции от напряженности магнитного поля для стали 1521 толщиной 0,35 мм показана на рис. 3.
Электротехническую сталь маркируют четырьмя цифрами (например, 2013). Первые три цифры означают тип (марку) стали, а четвертая — его порядковый номер. Первая цифра марки указывает класс по структурному состоянию и виду прокатки (1 — горячекатаная, 2 — холоднокатаная изотропная, 3 — холоднокатаная авизо-тройная); вторая цифра — степень легирования кремнием (0 — с содержанием Si до 0,4%; 1 — от 0,4 до 0,8%; 2 — от 0,8 до 1,8%; 3 — от 1,8 до 2,8%; 4 — от 2,8 до 3,8%; 5 — от 3,8 до 4,8%), третья — группу, устанавливаемую по основной нормируемой характеристике (0 — удельные потери при магнитной индукции 1,7 Тл и частоте 50 Гц P1,7/50, 1 — при 1,5 Тл и 50 Гц P1,5/50, 2 — при 1 Тл и 400 Гц P1/400, 6 — магнитная индукция в слабых магнитных полях при напряженности поля 0,4 А/м — В0,4, 7 — -магнитная индукция в средних магнитных полях при 10 А/м — Вю). Предельные значения потерь и индукции для стали класса 3 приведены в табл. 12,