14.3. Крива намагнічування

Для однорідного магнітного поля відомий закон повного струму: намагнічующа сила (добуток кількості витків котушки на силу струму) прямо пропорційна добутку напруженості магнітного поля на довжину магнітопровіда:

F = wI = Hl , (14.6)

де F – намагнічующа сила котушки, А;

w – кількість витків котушки;

I – сила струму, який протікає в котушці, А;

Н – напруженість магнітного поля, А/м;

l – довжина магнітопровіда котушки, м.

.

З (14.6) можна знайти залежність напруженості магнітного поля від намагнічующого струму:

. (14.7)

Якщо по котушці пропускати електричний струм, змінюючи силу електричного струму від нуля до певного значення, то відповідно до (14.4) буде змінюватися і магнітна індукція за законом:

В = _с Н. (14.8)

Магнітний потік буде змінюватися за законом:

Ф = _с Н S . (14.9)

И з курса физики известно, что с ростом магнитного потока в ферромагнетике его магнитная проницаемость будет уменьшаться. Поэтому зависимость Ф = f (Н) или В = f (Н) будет нелинейной. Такая кривая называется кривой намагничивания (рис.14.4), которая впервые была экспериментально установлена для мягкого железа русским физиком Александром Григорьевичем Столетовым в 1871 году.

Как видно из кривой намагничивания на рис.14.4 с ростом напряжённости постепенно наступает насыщение ферромагнитного материала и магнитная индукция далее практически не возрастает.

14.4. Петля гистерезиса

Если сначала увеличивать силу тока до режима насыщения (рис.14.5), а потом его уменьшать, то зависимость В = f (Н) уже проходит выше (отрезок 1). Для того, чтобы магнитная индукция уменьшилась до нуля, необходимо ток пропускать в обратном направлении (отрезок 2). Если далее в обратном направлении пропускать ток, то постепенно наступает насыщение (отрезок 3). Если теперь ток уменьшать до нуля, то зависимость В = f (Н) будет иметь вид отрезка 4. Изменяем направление тока и при определенном значении силы тока магнитная индукция равна нулю (отрезок 5). Повышая силу тока далее, постепенно наступает насыщение (отрезок 6). Таким образом, мы получили зависимость В = f (Н) в виде так называемой петли гистерезиса.

Из курса физики известно, что площадь петли гистерезиса прямо пропорциональна потерям энергии на перемагничивание магнитопровода.

З курсу фізики відомо, що з ростом магнітного потоку у феромагнетику його магнітна проникність буде зменшуватися. Тому залежність Ф = f (Н) або В = f (Н) буде нелінійною. Така крива називається кривою намагнічування (рис.14.4), яка вперше була експериментально встановлена для м'якого заліза російським фізиком Олександром Григоровичем Столетовим у 1871 році.

Як видно з кривої намагнічування на рис.14.4 з ростом напруженості поступово настає насичення феромагнітного матеріалу і магнітна індукція далі практично не зростає.

14.4. Петля гістерезиса

Якщо спочатку збільшувати силу струму до режиму насичення (рис.14.5), а потім його зменшувати, то залежність В = f (Н) уже проходить вище (відрізок 1). Для того, щоб магнітна індукція зменшилася до нуля, необхідно струм пропускати в зворотному напряму (відрізок 2). Якщо далі в зворотному напряму пропускати струм, то поступово настає насичення (відрізок 3). Якщо тепер струм зменшувати до нуля, то залежність В = f (Н) буде мати вигляд відрізка 4. Змінюємо напрям струму і при певному значенні сили струму магнітна індукція дорівнює нулю (відрізок 5). Підвищуючи силу струму далі, поступово настає насичення (відрізок 6). Таким чином, ми одержали залежність В = f (Н) у вигляді так званої петлі гістерезиса.

З курсу фізики відомо, що площа петлі гістерезиса прямо пропорційна втратам енергії на перемагнічування магнітопроводу.