Файл: Миловзоров, В. П. Электромагнитные устройства автоматики учебник.pdf

где первый член — энергия объема домена в поле смещения, второй — энергия боковой поверхности (границы) домена и третий —магнитоста­

тическая энергия.

Приравняв нулю производную от W по радиусу г и разделив все члены на 4яр0//Л , получим условие равновесного состояния домена

Обозначим второй член выражения (12.18) через напряженность поля Hw, вносимую энергией доменной границы,[а третий—через напря-

Рис. 12.17. Доменная структура пластинки ортоферрита

женность HD, которую можно рассматривать как некоторую усреднен­ ную напряженность магнитостатического поля, направленную навстре­ чу полю смещения.

Анализ состояния домена удобно провести графически, представив

радиус домена будет увеличиваться, так как магнитостатическая энер­ гия, как указано ранее, стремится увеличить поверхность границы дэмена, а при

домен будет сжиматься.

На рис. 12.18 представлены зависимости слагаемых выражения (12.19) от радиуса домена.

293

При отсутствии пол я смещения, т. е. Н = 0 (рис. 12.18, а), сущест­ вует одна точка пересечения /. Однако она соответствует неустойчи­ вому состоянию домена. В самом деле, при отклонении радиуса домена от равновесного состояния гх до значения rt возникает неравенство (12.20) и домен будет продолжать расти пока структура не превратится в структуру с полосовыми доменами.

Рис. 12.18. Определение устойчивости цилиндрического домена

При наличии поля смещения (рис. 12.18, б) появляется точка 2, удовлетворяющая так же, как и /, условию (12.19). Нетрудно убе­

при котором возможно появление устойчивого домена наименьшего диаметра, равного 1,2 ld. При отклонении толщины пластинки от этого размера наименьший диаметр, как показано на рис. 12.19, возрастает.

В табл. 12.1 приведены экспериментальные и вычисленные пара­ метры некоторых одноэлементных и смешанных ортоферритов.

299

напряженностью, которой соответствует максимальный, но еще устой­ чивый диаметр домена (рис. 12.19).

Из сказанного очевидно, что этот ограниченный диапазон допусти­ мых напряженностей при соблюдении условия (12.23) определяет наибольшее возможное перемещение х домена в пластинке конкретной толщины из данного материала, которое может быть достигнуто за один шаг изменения Н (рис. 12.20, а).

Фиксацию домена в пластинке можно осуществить с помощью мат­ рицы точек (дисков) из пермаллоя, нанесенных на поверхность пла­ стинки или тонкую подложку (рнс. 12.20, б). Точки, способствуя замы-

кашпо потока домена, уменьшают магнитостатическую энергию и ориен­ тируют домен, как показано на рис. 12.20, б. Диаметры точек и рассто­ яния между ними зависят от размеров устойчивых доменов в пластин­ ках из различных ортоферритов.

Создать местное изменение напряженности, необходимое для пере­ мещения доменов, можно с помощью наложенных (напыленных) про­ водящих шин-проводников, образующих контуры с током. На рис. 12.20, в показана конфигурация двух таких контуров и распреде­ ление поля в двух сечениях контура. Поле контура, направленное встречно с общим полем смещения Нсм пластинки, образует местное, локализованное уменьшение результирующей напряженности //рез, в результате чего домен «втягивается» в контур, где он может быть за­ фиксирован пермаллоевыми точками. Для «захвата» домена необходим начальный контакт домена с полем контура, что накладывает ограни-

301

чения на размеры как доменов, так п контуров. На рис. 12.20 в пункти­ ром показана граница поля контура, захватывающая край домёна.

Так как размеры домена и контура сравнимы, происходит осред­ нение напряженности в контуре, разной для различных точек домена. Поэтому напряженность в центре контура может быть значительно ниже наименьшей напряженности, при которой цилиндрический домен превращается в полосовой.

j Скорость перемещения домена пропорциональна току возбуждения контура (рис 12.21). Кривые рис. 12.21, подобно кривым рис. 8.4, б, определяют быстродействие устройств с магнитными элементами.

ких доменов с помощью конту­ ров^ с токами—не единственно возможное решение. Используют также свойство доменов «втягиваться» под пермаллоевую пленку (апплика­ цию), нанесенную на пластинку ортоферрита.

Существует два^ класса таких схем. В одном из них используется

рассмотренное свойство доменов изменять свой размер в зависимости от поля смещения.

Эксперименты показывают, что домен, находящийся под пермаллоевой аппликацией, которая имеет форму клиньев (рис. 12.24), при пульсациях поля смещения перемещается следующим образом. Во время фазы расширения передняя граница домена расходится и захва­ тывает широкий конец следующего клина, а во время фазы сжатия зад­ няя граница домена соскальзывает с острия предыдущего клина. В ре­ зультате таких пульсаций поля смещения домен получает однонаправ­ ленное движение. Направляющие полоски пермаллоя придают устой­ чивость домену при движении вдоль этих полосок.

В другом классе схем поле смещения остается неизменным, но по­ мимо него на аппликации определенной формы действует магнитное поле, вектор напряженности которого вращается параллельно пло­ скости пластинки. Это поле создает на концах пермаллоевых аппли­ каций перемещающиеся северные «-)-» и южные «—» магнитные полюсы, которые притягивая или отталкивая цилиндрические домены, управ­ ляют их движением. При этом вращающееся поле, направленное вдоль

302