Главная -> Книги

(0) (1) (2) (3) ( 4 ) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (4)

/ / /

/ 0

Рис. 1.5. Петля гистерезисного цикла ферромагнетика

вать его, следя за внутренним состоянием. Результаты поместим на график, по горизонтальной оси которого отложим напряженность внешнего поля, а по вертикальной оси - магнитную индзтсцию внутри ферромагнетика.

Первоначальное намагничение ферромагнетика до насыщения пройдет по кривой 0-1. После этого мы должны убрать внешнее поле, то есть снизить его напряженность до нуля. Казалось бы, индукция должна вернуться тоже в нулевзто точку... Однако ферромагнетик размагничивается по кривой 1-2, сохраняя при отсутствии внешнего поля магнитный момент, характеризующийся величиной магнитной индукции В, называемой остаточной индукцией. Запомним название этого очень важного параметра.

Индукция обращается в нуль лишь под действием внешнего поля Н, имеющего направление, противоположное полю, вЪввавшему намагничение. Напряженность называется коэрцитивной силой. Запомним и это название.

При действии на ферромагнетик переменного магнитного поля индукция меняется по кривой 1-2-3-4-5-1, которая и носит название петли гистерезиса. Если максимальные значения Н таковы, что намагниченность достигает насыщения, ферромагнетик перемагничи-вается по предельной петле гистерезиса. Все петли, находящиеся внутри предельной петли, называются частными циклами. Семейство петель гистерезиса, ограниченных предельным циклом, изображено на рис. 1.6.



Насыщение


Рис. 1.6. Семейство петель гистерезиса

Поскольку мы не можем однозначно определить зависимость 5 от Н, понятие магнитной проницаемости применяется только к основной кривой намагничения. У ферромагнетиков она зависит от напряженности внешнего магнитного поля, как показано на рис. 1.7.


Рис. 1.7. Зависимость проницаемости ферромагнетика от напряженности

внешнего поля: р„ - начальная магнитная проницаемость; Ртах - максимальная магнитная проницаемость

Видно, что максимальное значение проницаемости ц достигается при приближении к области насыщения, после чего, при дальнейшем увеличении Н, начинается ее падение. Какой практический вывод можно сделать из этого? Во-первых, проектируя индуктивный эле-



мент, нужно строго следить за индукцией насыщения, чтобы магнито-провод или сердечник не потерял своих полезных магнитных свойств. И, во-вторых, использовать в расчетах значение начальной магнитной проницаемости, а не максимальной.

Величины и являются основными техническими характеристиками ферромагнетика. Чаще всего разработчику даже не столь интересен вид петли гистерезиса конкретного материала, сколько значение остаточной индукции и коэрцитивной силы. Если велика, ферромагнетик называется жестким (кривая 1 на рис. 1.8). Такой материал подойдет для проектирования постоянных магнитов, однако для магнитопроводов и сердечников индуктивных элементов он не годится совершенно. Для этих целей можно использовать только материалы с мягкой петлей гистерезиса (кривая 2 на рис. 1.8). Почему? Об этом мы поговорим в главе, посвященной остаточной индукции и методам ее снижения.

" в

/ / 1

НС2 /НС1

Рис. 1.8. Гистерезисные циклы ферромагнетиков: 1 - жесткий; 2 - мягкий

Еще один немаловажный параметр, который следует учитывать при инженерном проектировании, - это потери на гистерезис. В переменном магнитном поле часть его энергии всегда уходит на пере-магничивание, в результате чего сердечник или магнитопровод нагревается. Потери на гистерезис однозначно связаны с площадью петли гистерезиса - чем больше площадь, тем ббльше потери.



(0) (1) (2) (3) ( 4 ) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110)