Гистерезис означает « отставание » — свойство ферромагнетиков, благодаря которому магнитный поток запаздывает в ферромагнетиках после снятия с них магнитного поля. Когда это внешнее магнитное поле удаляется, большинство атомов, остающихся в своем магнитном состоянии, и материал намагничиваются. Это явление называется гистерезисом.
Петля гистерезиса и кривая BH
График силы намагничивания H и плотности потока B представляет собой четырехквадрантную кривую, и эта кривая называется кривой B-H. Это графическое представление рассказывает нам о различных магнитных свойствах материала, таких как проницаемость, коэрцитивная сила, сопротивление и остаточный поток.
Рассмотрим магнитный материал как сердечник катушки. При подаче питания постоянного тока через переменный резистор ток через катушку изменяется соответствующим образом. Сила намагничивания прямо пропорциональна току и определяется выражением:
Где H – сила намагничивания. При увеличении тока I магнитная сила H увеличивается, и, следовательно, увеличивается плотность магнитного потока B. При определенном значении B все атомы материала сердечника выравниваются в направлении магнитного поля и полностью намагничиваются. Эта точка называется точкой насыщения, и при дальнейшем увеличении тока намагниченность не изменится.
Если мы отключим питание, ток I и сила намагничивания H уменьшатся до нуля, но некоторые атомы в материале сердечника останутся выровненными и проявят магнетизм в материале. Это свойство материала сердечника оставаться намагниченным после снятия силы намагничивания называется « Сохраняемость ».
Кривая B-H
От 0 до а
При подаче питания ток в катушке меняется от нуля до некоторого определенного значения, магнитная сила H увеличивается и, следовательно, магнитный поток B увеличивается, и оба следуют по пути 0-a на графике. При определенном значении магнитного потока B все атомы намагничиваются и атомы материала сердечника не изменяются при дальнейшем приложении магнитного поля. Эта максимальная плотность потока равна Bmax, а сила намагничивания равна Хмакс .
От а до б
Теперь при уменьшении тока магнитная сила H уменьшается и, следовательно, магнитный поток B уменьшается. Но в этом случае B и H не следуют по предыдущему пути, а идут по пути» а-б » на графике.
В момент « б » ток I и магнитная сила H равны нулю, но B не равна нулю, это отставание B от H называется гистерезисом, а это значение плотности магнитного потока B, отстающее от H, называется остаточным магнетизмом Br.
От б до в
Когда направление тока меняется на противоположное, H меняется на противоположное, и значение Br уменьшается после ванны». До нашей эры ». В момент « с Br становится нулевым. Отрицательное значение « ЧАС » в точке c, где значение B равно нулю, называется « Коэрцитивная сила ».
От С до Д
При дальнейшем увеличении тока в обратном направлении H и B меняются местами и следуют по пути « CD » и при определенном значении обратного тока значение B становится максимальным в обратном направлении и насыщение происходит в точке « б ».
От д до е
Теперь, если ток увеличивается от отрицательного значения до нуля, H увеличивается. В момент « Это «И ток I, и магнитная сила становятся равными нулю, но B не равен нулю и имеет определенное отрицательное значение. Точка ' Это » на графике дает отрицательное значение остаточного магнетизма (-Br).
От е до ж
При увеличении значения тока увеличивается значение H. B и H следуют по пути» е-ф ». В момент « ж И ток I, и сила намагничивания H имеют определенное значение, но B равно нулю.
От Ф до А
Опять же, при дальнейшем увеличении тока I значения H и B увеличиваются и следуют пути «ф-а» . В момент « а И снова происходит насыщение, и все атомы в материале ядра намагничиваются и выравниваются в направлении магнитного поля.
Петля гистерезиса
Этот график между плотностью магнитного потока B и силой намагничивания H называется кривой B-H, и это замкнутый путь, по которому следуют B и H, когда ток изменяется от нуля до положительного, от положительного до нуля, от нуля до отрицательного, от отрицательного до нуля и снова от нуля до положительного. называется петлей гистерезиса.
Различные ферромагнитные материалы придают петле гистерезиса разный размер и форму. Мягкий ферромагнитный материал дает узкую петлю гистерезиса, легко намагничивается и размагничивается и подходит для использования в трансформаторах.
Сохраняемость
Сохраняющая способность — это свойство любого материала, благодаря которому он сохраняет намагниченность после удаления индуцированного магнитного поля.
Принуждение
Сила магнитного поля, приложенного в обратном направлении, необходимая для полного размагничивания материала, называется коэрцитивной силой. Коэрцитивная сила должна быть приложена для полного размагничивания материала после снятия тока. Над ним совершается работа и энергия рассеивается из материала в виде тепла. Тепло, отведенное от материала; известна как потеря на гистерезис, определяемая как Hc на кривой BH.
Заключение
Магнитный поток, запаздывающий в ферромагнитных материалах после снятия с них магнитного поля, называется гистерезисом. Для полного размагничивания ферромагнитного материала необходима сила, называемая коэрцитивной силой, и над ним совершается работа, вызывающая рассеивание в нем тепла. Графическое представление между силой намагничивания H и плотностью магнитного потока B дает кривую B-H, а замкнутый путь, по которому следуют B и H, называется петлей гистерезиса.