Anyagismeret, Elektromágneses terek

A korszerű mágneses és villamos rendszerek, berendezések és készülékek analízise és szintézise sok esetben szükségessé teszik a mágneses anyagok tulajdonságainak és viselkedésének alapos ismeretét. Az elméleti és gyakorlati megközelítés szempontjából egyaránt fontos a mágneses anyagok nemlineáris, hiszterézises viselkedése, és annak megfelelő modellezése és a modellek paramétereinek a mérési adatok alapján történő meghatározása.

A tárgy célkitűzése a mágneses anyagok viselkedésének rövid összefoglalása, az anyag hiszterézis karakterisztikáját leíró modellek és szimulációs eljárások megismertetése, valódi mágneses eszközökön a hiszterézis karakterisztika paramétereinek mérési adatok alapján történő meghatározása, valamint azoknak a CAD rendszerekhez való illesztése, ill. az illesztés során felmerülő problémák tárgyalása. A tárgy felkészít a fenti anyagoknak a kutatásban, a tervezésben és az ipari gyakorlatban való alkalmazásához szükséges ismeretek, a hiszterézis karakterisztika modern, a LabVIEW virtuális laboratóriumi feltételek mellett a mérési gyakorlatok megszerzésére és a fenti anyagok modern, a CAD tervező rendszerekhez illeszthető eljárásainak megismerésére és realizálására.

A mágneses anyagok elektromágneses térben való viselkedésének fenomenológiai leírása. Dia és paramágneses anyagok viselkedése, ferromágneses, antiferromágneses és ferrimágneses anyagok leírása, mágneses karakterisztikáiknak jellemzői. A mágneses hiszterézis és jellemző paraméterei.

A mágneses domén szerkezet a mágnesezési folyamatban. A mágneses domének reverzíbilis és irreverzíbilis változásai, a domén falak elmozdulásának és elfordulásának elméletei. Termodinamikai és mechanikai jelenségek a mágnesezési folyamatokban. Anizotropia, a mágnesezési folyamatok dinamikus viselkedése, regenerálódás és öregedési folyamatok.

Mágneses hiszterézis karakterisztikák modellezési eljárásai.

Makroszkopikus viselkedés alapján történő leírás. Az analitikus függvényekkel adott stacionárius hiszterézis modellek összefoglalása. A dinamikus viselkedés analitikus szimulációja a Duhem és a Hudgdon modellekben. A mágnesezés sebességétől függő és független modellek felépítése. A Chua típusú hiszterézis modellek. Neurális hálózatok a hiszterézis karakterisztika modellezésében. A mágneses anyag statisztikus jellemzőkkel való leírása, a Preisach modell. A klasszikus és a módosított Preisach modell. A dinamikus és vektoriális hiszterézis karakterisztika realizálása. Az anyag mikrostruktúrájára épülő mágneses hiszterézis modellek. A Langevin-Weiss, Jiles-Atherton modell. A paraméterek meghatározása, a modell elemzése. A Stoner-Wohlfarth modell, az elemi domének karakterisztikájának modellje és az anyag makroszkopikus leírásának kapcsolata. Nanoszkopikus hiszterzéis modellek. Mikromágneses közelítések, Landau-Lipshitz egyenlet a mágneses anyagok koercitiv terének meghatározásában.

Mágneses anyagok karakterisztikájának mérése LabVIEW támogatással

A mágneses hiszterézis karakterisztika mérésére alklamas LabVIEW programcsomag megismerése és alklamazása a szimuláció során kialakított modell korrektségének igazolására. A szimulációs eljárások paramétereinek mérési adatok alapján való meghatározása.

A hiszterézis modellek a CAD rendszerben.

Közelítés a mágneses fluxus, ill. a mágneses térerősség oldaláról. A nemlineáris karakterisztika figyelembe vétele az elektromágneses tér egyenleteiben, diszkretizálási és iterációs problémák, a geometriai anizotrópia figyelembe vétele, az anizotrópia hatása a mért hiszterézis karakterisztikákra. Példák a hiszterézis modellek alkalmazására.

4 óra/hét előadás, alkalmanként számítógépes bemutató és mérés

a) Az aláírás feltétele: egy cikk feldolgozása és referátumának elkészítése.

b) A vizsga szóbeli.

c) Elővizsga nincs.

Az aláírás a vizsgaidőszakban nem pótolható.

A szorgalmi időszakban a tárgy oktatójának heti fogadóóráján, a vizsgaidőszakban a vizsga előtti munkanapon lehet konzultálni. A fogadóóra időpontja a tanszéki hirdetőtáblán található.

l. Iványi, A.: Hysterézis Models in Computational Electromagnetics, Akadémiai Kiadó,

1997.

2. Iványi A.: Magnetic Field Computation with R-functions, Akadémiai Kiadó, 1998.

3. Cullity,B.C.: Introduction to magnetic Materials, Addison-Wesley, 1972.

4. Chikazumi,S., Charap,S.H.: Physics of Magnetism, J. Wiley, 1964.

5. Jiles, D.: Magnetism and Magnetic Materials, Chapman and Hall, 1991.

6. Sokszorosított óravázlat, 1999.