8.7. Работа перемагничивания ферромагнетика

Изменение тока в цепи достигается совершением работы против э.д.с. самоиндукции

(8.22)

В отсутствии ферромагнетиков индуктивность при изменении тока остается постоянной. Работа полностью идет на создание энергии магнитного поля:

(8.23)

Возьмем длинный соленоид с ферромагнитным сердечником, в котором напряженность магнитного поля

а магнитный поток

Отсюда

и

Последние два выражения подставим в (8.22), найдем

(8.24)

где - объем соленоида, .

Если ток в соленоиде изменяется периодически, то ферромагнитный сердечник периодически перемагничивается, и зависимость имеет вид петли гистерезиса (см. рис. 8.7).

Рис. 8.7

Элементу работы в расчете на единицу объема сердечника:

соответствует заштрихованный элемент площади петли гистерезиса.

Работа, совершенная источником тока соленоида за период перемагничивания в расчете на единицу объема сердечника, равна площади петли гистерезиса:

(8.25)

Энергия магнитного поля является функцией состояния, то есть однозначной функцией. Поэтому при периодическом процессе ее изменение равно нулю:

(8.26)

Так как для ферромагнетика , то работа за период перемагничивания совершается, но не затрачивается на изменение энергии магнитного поля в сердечнике. Опыт показывает, что эта работа затрачивается на увеличение внутренней энергии (нагревание) сердечника.