Есть конспект?
Пришлите нам!

2.3. Намагничивание ферромагнетиков

В параграфе 2.1 было показано, что в зависимости от значений относительной магнитной проницаемости материалы разделяются так:

 – диамагнитные материалы (µ < 1)

 – парамагнитные материалы (µ > 1)

 – ферромагнитные материалы, для которых µ может достигать значений в десятки тысяч. Они имеют исключительно важную роль в электротехнике.

Во внешнем магнитном поле элементарные магниты ферромагнитного материала (домены) будут ориентироваться в направлении внешнего поля. Когда прекратится рост доменов и их ориентация, наступит состояние предельной намагниченности ферромагнетика, называемое магнитным насыщением (рис.47). Кривую В(Н) можно разделить на четыре участка:

1)      почти линейный участок 0а, соответствующий малым напряжённостям магнитного поля, показывает, что магнитная индукция увеличивается относительно медленно и почти пропорционально напряжённости поля;

Рис.47.

2)      почти линейный участок аб, на котором магнитная индукция В растёт также пропорционально напряжённости поля, но значительно быстрее, чем на начальном участке;

3)      участок бв – колено кривой намагничивания, который характеризует замедление роста индукции В;

4)      участок магнитного насыщения – участок, расположенный выше точки в, здесь зависимость В = f (H) снова линейная, но рост индукции очень сильно замедлен по сравнению со вторым. Магнитная индукция, которая соответствует намагниченности насыщения, называется индукцией насыщения.

Таким образом, зависимость магнитной индукции от напряжённости поля у ферромагнитного материала достаточно сложна и не может быть выражена простой расчётной формулой. Поэтому при расчёте магнитных цепей, содержащих ферромагнетики, применяют, снятые экспериментально, кривые намагничивания

В = f (H). Одна из таких кривых показана на рис.47.

Кривая изменения магнитной проницаемости µ = f (H) для ферромагнитного материала дана на рис.48. Как видно из графика, магнитная проницаемость с ростом напряжённости поля изменяется в довольно широких пределах, что затрудняет её применение для расчётов.

Рис.48.

 

2.4. Циклическое перемагничивание. Магнитный гистерезис.

 

Если увеличивать напряжённость магнитного поля от нуля до некоторого наибольшего значения, то магнитная индукция увеличивается примерно по кривой, показанной на рис.47, и достигает соответствующего максимального значения – индукции насыщения. Если затем напряжённость поля уменьшается, то и магнитная индукция уменьшается, но при соответствующих значениях напряжённости поля магнитная индукция несколько больше, чем была при увеличении напряжённости (рис.49).

Рис.49.

 Кривая уменьшения магнитной индукции (участок АВ) располагается выше кривой начального намагничивания (выше кривой 0А). При нулевых значениях напряжённости поля магнитная индукция имеет некоторое значение 0В, называемое остаточной индукцией.

Таким образом, магнитная индукция в ферромагнитном материале зависит не только от напряжённости поля, но и от предшествующего состояния ферромагнетика. Это явление называется гистерезисом. Нс называется коэрцитивной силой. Величина коэрцитивной силы зависит от свойств ферромагнетика. Ферромагнетики с малой коэрцитивной силой называются мягкими. Они имеют узкую петлю гистерезиса и применяются для изготовления сердечников трансформаторов, в статорах и роторах электродвигателей и генераторов тока. Ферромагнетики с большой коэрцитивной силой имеют широкую петлю гистерезиса. Их называют жёсткими. В отличие от мягких жёсткие ферромагнетики перемагничиваются с трудом.


Dr.BoT© Konspektiruem.ru