Содержание  
< назад вперед >

§ 40. ГИСТЕРЕЗИС [6]

Рассмотрим процесс переменного намагничивания ферромаг­нитного материала. Для этой цели намотаем на стальной сердечник обмотку и будем по ней пропускать постоянный ток. Предположим, что сердечник электромагнита ранее не был намагничен. Увеличи­вая проходящий по виткам обмотки ток I от нуля, мы тем самым будем увеличивать намагничивающую силу и напряженность поля Н. Величина магнитной индукции В в сердечнике будет также увеличиваться. Кривая намагничивания Оа на рис. 83 имеет пря­молинейную  часть, а затем вследствие  насыщения  кривая  поднимается медленно, приближаясь к горизонтали. Если теперь, достигнув точки а, начнем уменьшать Н, то будет уменьшаться и В. Однако уменьшение В при уменьшении Я, т. е. при размагничи­вании, будет происходить с запаздыванием по отношению к умень­шению Н. Величина остаточной индукции при H = 0  характери­зуется отрезком Об.

 Магнитная индукция, которая остается в ферромагнитном теле при напряженности поля, равной нулю, называется оста­точной индукцией, или остаточным магне­тизмом.

 Небольшим остаточным магнетизмом обладают чистое железо, мягкая сталь, сплавы железа с кремнием (электротехническая сталь), сплавы стали с никелем (пермаллой).Эти металлы и сплавы

легко намагничиваются и так же легко размагничиваются. Они нашли себе применение при из­готовлении сердечников электро­магнитов, трансформаторов, по­люсных наконечников, якорей генераторов и т. п.

Наибольшим остаточным маг­нетизмом обладают специальные сорта твердых сталей: вольфра­мовой, хромистой, кобальтовой, никельалюминиевой. Эти стали применяются для изготовления постоянных магнитов.

Для того чтобы магнитная индукция в сердечнике стала равной   нулю,   необходимо  намагничивать материал в обратном направлении, т. е. перемагничивать его. Для этой цели направление тока в обмотке ме­няется на обратное. Направление магнитных линий и напря­женности поля также изменяется. При напряженности поля Н = Ов индукция в сердечнике равна нулю, и материал сердечника полностью размагничен. Значение напряженности поля Н = Ов при В = 0 является определенной характеристикой материала и называется задерживающей (коэрцитивной) силой.

Повторяя процесс перемагничивания, мы получаем замкнутую кривую абвгдеа, называемую петлей гистерезиса (см. рис. 83). На этом опыте легко убедиться, что намагничивание и размагничивание сердечника (появление и исчезновение магнит­ной индукции и магнитного потока  отстают от момента появления и исчезновения тока в обмотке электромагнита.  Явление гистере­зиса можно иными словами охарактеризовать как  отставание изменений магнитной индукции от изменений намагничивающей силы

Перемагничивание материала связано с затратой некоторого количества  энергии, которая выделяется в виде тепла, нагревающего материал.

Гистерезис особенно сильно сказывается, если материал сер­дечника обладает большим остаточным магнетизмом (например, твердая сталь). Явление гистерезиса в большинстве случаев вредной Оно сопровождается нагревом сердечника, лишней затратой мощ­ности источника напряжения, а также гудением сердечника вслед­ствие перемены полярности и поворотов элементарных частиц материала сердечника.

Первое серьезное исследование процессов намагничивания стали было проведено Александром Григорьевичем Столетовым (1839— 1896) в 1872 г.

[6] Слово "гистерезис" означает отставание, запаздывание.

Содержание  
< назад вперед >