81. Процесс намагничивания магнитных материалов.
Магнитный гистерезис - явление отставания изменений намагниченности или магнитной индукции от вызывающих эти изменения изменений напряженности магнитного поля.
Петля магнитного гистерезиса
Если начать намагничивать ненамагниченный образец магнитного материала, то при непрерывном возрастании напряженности магнитного поля H магнитная индукция образца В увеличивается, пока не достигнет значения индукции насыщения Bmax .Если потом уменьшать напряженность магнитного поля Н, индукция В уменьшится. При уменьшении Н до нуля в образце остается остаточная индукция Вr. Если направление поля изменить на противоположное и начать его увеличивать, то при Н=-Hс индукция В уменьшится до нуля. В этом случае Hс - коэрцитивной силой по индукции. При возрастании поля в обратном направлении образец будет намагничиваться в обратном направлении. При последующем уменьшении поля индукция снова будет уменьшаться, причем ее значения будут отличаться от соответствующих значений индукции при увеличении поля. При H=0 снова остается остаточная индукция минус Вr. Для ее исчезновения необходимо изменить направление поля и увеличить его до H=Hс. При дальнейшем увеличении Н до Hmax, значения B увеличатся до Bmax.
Кривая изменения индукции при изменении напряженности магнитного поля H от + Hmax до – Hmax и обратно называется предельной петлей магнитного гистерезиса. Она является важной характеристикой магнитного материала.
Вследствие магнитного гистерезиса одному значению напряженности магнитного поля соответствует бесконечное множество значений намагниченности или магнитной индукции, которые зависят не только от напряженности магнитного поля, но и от предыстории намагничивания образца.
Явление магнитного гистерезиса в некоторых случаях является нежелательным, например, в магнитопроводах трансформаторов, так как оно вызывает большие потери. Физической причиной явления магнитного гистерезиса является то, что доменная структура магнитного материала зависит от напряженности внешнего магнитного поля.
82. Основные виды магнитных потерь.
Процесс перемагничивания магнитных материалов в переменном магнитном поле сопровождается превращением энергии магнитного поля в теплоту. Эта энергия за единицу времени называется магнитными потерями. Характеризуется удельными магнитными потерями.
Различаются два основных вида магнитных потерь — потери на гистерезис и потери на вихревые токи.Потери па гистерезис связаны с явлением магнитного гистерезиса и с необратимыми перемещениями доменных границ. Потери на гистерезис пропорциональны площади петли гистерезиса, пропорциональны частоте переменного магнитного поля.
Потери на вихревые токи вызываются электрическими токами. Они пропорциональны квадрату частоты магнитного поля, при высоких частотах являются ограничивающим фактором применения магнитных материалов.
В очень слабых магнитных полях и, как правило, в магнитомягких материалах есть еще — дополнительные потери на магнитное последействие.
Для работы в переменных магнитных полях используют материалы, которые имеют очень узкую петлю гистерезиса. Кроме того, принимаются различные меры для уменьшения вихревых токов. Общей целью этих мер является повышение удельного электрического сопротивления магнитных материалов. Эти материалы изготавливаются в виде тонких листов, поверхность которых электрически изолируется. В порошковых магнитных материалах частицы самого магнитного материала покрыты соответствующим электроизоляционным материалом. Наиболее выгодны ферримагнитные материалы, которые по значению удельного сопротивления могут быть отнесены к полупроводникам и даже диэлектрикам.
Магнитомягкие материалы могут легко намагничиваться и размагничиваться. Они имеют узкую петлю гистерезиса, малую коэрцитивную силу, высокие значения начальной и максимальной магнитной проницаемости, большую магнитную индукцию насыщения и малые удельные магнитные потери.