§ 16.13. Перемагничивание ферритовых сердечников импульсами тока.

В устройствах вычислительной техники в качестве запоминающих элементов применяют миниатюрные ферритовые сердечники различной формы, в частности кольцевые с внешним диаметром порядка 1 мм из материала с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ). Через отверстия в них пропускают проводники, являющиеся одновитковыми обмотками (на рис. 16.10, а показан только один проводник). При записи информации по одному из проводников пропускают прямоугольный или почти прямоугольный импульс тока (рис. 16.10, б) длительностью в несколько десятков наносекунд или микросекунд. Под действием этого импульса сердечник перемагничивается. Хотя в ферритовом сердечнике и отсутствуют макроскопические вихревые токи (в нем нет замкнутых токопроводящих контуров, выполняющих функции вторичных обмоток трансформатора), перемагничивается он все же не мгновенно.

На длительность процесса перемагничивания сердечника при высоких скоростях перемагничивания решающее влияние оказывает магнитная вязкость, которая создает внутреннее поле трения.

Рис. 16.10

Последнее зависит от значения и скорости изменения намагниченности, а также от превышения воздействующей напряженности поля над коэрцитивной силой.

При математическом описании тормозящего действия магнитной вязкости исходят из уравнения

где — напряженность поля, при котором происходит перемагничивание феррита с ППГ (Но несколько больше коэрцитивной силы по статической петле гистерезиса); находят опытным путем для каждого типа феррита); — напряженность внешнего поля, вызванная током i — число витков; — длина средней магнитной линии).

Член а — учитывает тормозящее действие магнитной вязкости. Множитель — где k — некоторый коэффициент; — текущее значение намагниченности; — намагниченность насыщения.

Решим уравнение (а) относительно заменив на индукцию а — на индукцию насыщения Получим уравнение относительно В:

Это уравнение с разделяющимися переменными. Из (б) следует, что для перехода из точки 1 в точку 4 (рис. 16.10, в) под действием импульса тока длительностью должно выполняться соотношение

Если же , то изображающая точка из положения после прекращения действия импульса перейдет вточку 2 или 3 или им подобную (конечное состояние зависит от и амплитуды импульса тока).

Из состояния в состояние 4 сердечник может быть переведен и иным путем — путем воздействия на него несколькими следующими друг за другом импульсами одинаковой полярности, для каждого из которых После первого импульса рабочая точка перейдет из положения например, в положение 2, после второго из положения 2 — в положение 3, затем из положения 3 — в положение 4.