Намагничивание ферромагнитных материалов. Магнитный гистерезис
Так как ферромагнитный материал является основной магнитных цепей, то для исследования и расчёта магнитных цепей необходимо изучить свойства и характеристики ферромагнитных материалов. Если по катушке с числом витков 
, расположенной на замкнутом магнитопроводе длинной 
, проходит ток 
(рис. 7.1), то в катушке создаётся магнитное поле, напряжённость которого:
Магнитная индукция 
в магнитопроводе катушки складывается из двух компонентов — магнитной индукции внешнего поля, созданной МДС катушки 
, и добавочной индукции 
, созданной намагниченным магнитопроводом из ферромагнитного материала, т. е.
Зависимость магнитных индукций , и от изменения напряженности 
представлена на рисунке 7.2.
Суммарная кривая 3 зависимости индукции ферромагнитного материала от напряжённости магнитного поля 
называется кривой намагничивания данного ферромагнитного материала.
Изменение тока в катушке (рис. 7.2) и соответственно напряжённости 
магнитного поля в ней не только по величине, но и по направлению, приводит к изменению индукции в ферромагнитном сердечнике катушки по величине и направлению.
Зависимость магнитной индукции 
в сердечнике от напряжённости при изменении тока 
катушки по величине и направлению можно проследить по кривой (рис. 7.3). Увеличение тока приводит к увеличению напряжённости и индукции в ферромагнитном материале до насыщения по кривой 0-1 (рис. 7.3). Если уменьшить ток до нуля, то и напряженность уменьшается до нудя, а индукция при этом уменьшается от величины 
(насыщение) до значения 0-2 по кривой 1-2. Значение индукции 0-2, оставшейся в сердечнике катушки при уменьшение напряжённости до нуля называется остаточной индукцией 
в данном ферромагнитном материале.
Если изменить направление тока в катушке, а, следовательно, и направление напряжённости в сердечнике и увеличивать эту напряженность (в обратном направлении), то можно добиться уменьшения индукции до нуля (кривая 2-3), т. е. сердечник полностью размагничивается.
Напряжённость 0-3, которая потребовалось для того, чтобы размагнитить ферромагнитный материал, и полностью дезориентировать домены, задерживающей, или коэрцитивной, силой 
. Если продолжить увеличение напряжённости, то индукция изменит своё направление и её значение будет увеличиваться в новом направлении от нуля до насыщения по кривой 3-4.
Если уменьшать напряженность до нулевого значения, то индукция уменьшится по кривой 4-5, где отрезок 0-5 — остаточная индукция в обратном направлении. Чтобы размагнитить сердечник необходимо снова изменить направление тока и напряжённости (в первоначальном направлении) и увеличивать его.
При этом индукция в сердечнике уменьшиться до нуля по кривой 5-6, где отрезок 0-6 — задерживающая, или коэрцитивная, сила в первоначальном направлении, которая снова размагничивает сердечник — уничтожает остаточную индукцию. Дальнейшее увеличение напряженности приведёт к увеличению индукции от нуля до насыщения в первоначальном направлении по кривой 6-1.
Кривая 0-1 называется кривой первоначального намагничивания, а замкнутая кривая 1-2-3-4-5-6-1 называется петлёй гистерезиса. Гистерезис — греческое слово, означающее «отставание», т. е. изменение индукции отстаёт от изменения: напряжённость уменьшилась до нуля, а индукция ещё не равна нулю, или индукция только уменьшалась до нуля, а напряжённость уже увеличивается в обратном направлении.
Циклическое перемагничивание имеет место в магнитопроводах (сердечниках) электрических машин, трансформаторов, электроизмерительных приборов, дросселей и др., по обмоткам который проходит переменный ток.
Эта страница взята со страницы лекций по предмету теоретические основы электротехники (ТОЭ):
Предмет теоретические основы электротехники
Возможно эти страницы вам будут полезны:
| Напряженность магнитного поля |
| Закон полного тока |
| Ферромагнитные материалы |
| Классификация магнитных цепей |
