磁致伸縮振子

鐵磁體在磁化時變形的現(xiàn)象（磁致伸縮）已為人們所知，特別是磁化方向的長度變化被稱為Joule效應(yīng)。圖10顯示了各種磁性材料的磁致伸縮，如Alfer.合金（Al 12%，F(xiàn)e88%），如Ni，或如鐵的復(fù)雜現(xiàn)象。實(shí)際的磁致伸縮振蕩器使用的是Ni和Alfer合金。磁致伸縮常數(shù)

 

E是楊氏模量，是伸長應(yīng)變，H是磁場強(qiáng)度。

磁致伸縮與電致伸縮一樣，由于磁致伸縮的編碼不隨磁場的編碼而變化，因此為了使其在交流磁場中振動，必須給予直流偏倚磁化。為此，如圖11所示，重載直流或?qū)⒂来朋w推入磁路。

磁致伸縮振蕩器是由層壓板制成的，以防止過流損耗，但徑向振動的圓輸型?；蚨酁檠亻L度方向振動的角型物體。前者是指平均圓周等于一個波長時的大致諧振頻率。例如，平均圓周為20cm的鎳環(huán)形振蕩器的諧振頻率為48 kc/s，磁致伸縮振蕩器通常用于10~100 kc/s的振動頻率。

磁致伸縮振子的等效電路如圖13所示,R是線圈的直流電阻，還包括過流損耗和磁滯損耗。L是線圈的電感，R+jωL是制動阻抗。磁致伸縮振子與壓電晶體振子不同，由于電流與驅(qū)動力相對應(yīng)，因此動阻抗與振子的機(jī)械導(dǎo)納成正比。諧振時，動阻抗僅為電阻R_m，但與機(jī)械電阻r_m的倒數(shù)成正比。

由于諧振時的電機(jī)轉(zhuǎn)換效率為R_m/（R+R_m），因此需要減小R以增加該效率。對于普通磁致伸縮振蕩器，該效率為60%左右（水中），而對于使用鐵氧體的振蕩器，由于其渦流損耗較小，該效率非常高，可以達(dá)到95%左右。但是，在機(jī)械強(qiáng)度方面，當(dāng)然落后于鎳振子。

機(jī)械電阻rm除寬度射電阻r_r外，還包括材料的內(nèi)部摩擦，支撐部分的電阻等，機(jī)械聲轉(zhuǎn)換效率為r_r/r_m，當(dāng)一面加載水時，機(jī)械聲轉(zhuǎn)換效率為70%左右，電聲轉(zhuǎn)換效率為40%左右。

磁致伸縮振蕩器即使在諧振（當(dāng)有液體負(fù)載時）時也具有低阻抗。

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