Петли гистерезиса на лабораторной установке

1. При уменьшении напряженности намагничивающего поля до нуля намагниченный ферромагнетик размагничивается лишь частично вследствие необратимых процессов (см. рис.7). При Н = 0 поле ферромагнетика характеризуется остаточной магнитной индукцией В_r. Отставание индукции В от напряженности Н при уменьшении напряженности называется «магнитным гистерезисом».

2. В намагничивающем поле обратного направления путем изменения его напряженности от Н = 0 до Н = -Н_С остаточную индукцию можно сделать равной нулю (рис. 7). Значение Н_С напряженности поля называется коэрцитивной силой ферромагнетика. Она показывает, как сильно удерживается ферромагнетиком остаточная индукция.

3. Ферромагнетики, у которых Н_С < 80 А/м, называются «мягкими». Эти материалы (железо, электротехническая сталь, сплавы железа с никелем - «Пермаллой») имеют большую магнитную проницаемость (m _max = 5000 - 50000 и больше) и применяются для изготовления сердечников трансформаторов и электрических машин. Ферромагнетики, имеющие Н_С > 4000 А/м, называются «жесткими» и применяются для изготовления постоянных магнитов (сплавы железа типа «Алнико» и «Магнико») [2, с.230-231].

4. При перемагничивании ферромагнетиков в переменном поле Н = f(t) процесс изменения магнитной индукции поля в образце характеризуется симметричной замкнутой кривой, которая, вследствие запаздывания изменения индукции, называется петлей гистерезиса (рис. 9). Если амплитуда напряженности поля заходит в область насыщения намагниченности образца, петля гистерезиса называется предельной, в остальных случаях - петлей основного цикла (основная петля гистерезиса). Нелинейность петли показывает, что индукция поля изменяется не по закону изменения напряженности. При исследованиях ферромагнетики перемагничивают в «режиме синусоидальной индукции» поля в образце, при котором напряженность поля изменяется по закону Н = f(t) резко искаженной синусоиды (рис. 9).

Две ветви петли гистерезиса означают, что любому значению Н соответствуют два значения магнитной индукции В, зависящие от предыстории магнитного состояния образца.

Кривая, проведенная через вершины (В _m; Н _m) ряда основных петель гистерезиса, практически совпадает с «кривой начального намагничивания». Поэтому магнитная проницаемость ферромагнетика может быть определена

Рис.9

через эти максимальные значения В _mи Н _m, относящиеся к любой из основных петель гистерезиса (рис. 9), по формуле

, (1)

где m ₀ = 4p× 10^-7 Г/м.

5. Энергия гистерезисных потерь, расходуемая за один полный цикл перемагничивания какого-либо образца, равна [1, с.190-191; 2, с.227-229] произведению объема образца V _o на площадь петли гистерезиса в координатах (В, Н), т.е.

. (2)

Она переходит в тепловую энергию образца. При перемагничивании ферромагнетик нагревается.

6. Полностью размагнитить ферромагнетик можно, перемагничивая его в переменном магнитном поле при плавном уменьшении амплитуды напряженности поля от насыщенного значения Н _S до нуля в течение ряда циклов.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: