Циклическое перемагничивание

Если через катушку пропускать ток, меняющий свое направление, то сердечник будет перемагничиваться. Рассмотрим этот процесс (см. рис.). При увеличении тока в катушке магнитная индукция возрастает до индукции насыщения (точка а). При уменьшении тока магнитная индукция снижается, но так, что при тех же значениях Н она оказывается больше значений магнитной индукции, соответствующих увеличению тока. Это объясняется тем, что часть доменов еще сохраняет свою ориентацию. Таким образом, при в сердечнике сохраняется магнитное поле, характеризуемое остаточной индукцией B_r, (точка b). При увеличении тока в противоположном направлении магнитное поле катушки компенсирует магнитное поле, созданное доменами сердечника. При напряженности поля H _c (точка с), которая называется коэрцитивной силой, результирующая магнитная индукция окажется равной нулю. Дальнейшее увеличение тока в катушке вызовет перемагничивание сердечника, т. е. поворот векторов намагниченности на 180°. При некотором значении Н (точка d) сердечник снова будет насыщаться. При уменьшении тока в катушке до нуля индукция будет уменьшаться до остаточной индукции (точка е). Увеличение тока в положительном направлении вызовет намагничивание сердечника до исходного состояния (точка а). Полученную кривую называют петлей гистеризиса. Участок 0– a характеристики намагничивания называют основной кривой намагничивания.

Процесс перемагничивання связан с затратами энергии и сопровождается выделением теплоты. Энергия, которая затрачивается за один цикл перемагни- чивания, пропорциональна плошали, ограниченной петлей гистерезиса.

В зависимости от вида петли гистеризиса ферромагнитные материалы подразделяют на магнитомягкие и магнитотвердые.

Магнитомягкие материалы обладают круто поднимающейся основной кривой намагничивания и относительно малыми площадями гистеризисных петель. К магнитомягким материалам, относятся железо, мягкая (незакаленная) сталь, а также ряд других материалов, которые легко намагничиваются. В них можно получить высокие значения магнитной индукции при сравнительно небольших напряженностях намагничивающего поля. Но зато они легко размагничиваются, и поэтому в них наблюдается очень небольшой остаточный магнетизм.

Для магнитотвердых материалов характерны пологость основной кривой намагничивания и большая площадь гистерезисной петли. Магнитожеcткие (или магнитотвердые) материалы намагнитить труднее. К ним относятся закаленная сталь и стальные сплавы, содержащие вольфрам, хром, молибден, алюминий, никель, кобальт и другие металлы. Для их намагничивания необходимо значительно более сильное поле, но зато они характеризуются большей коэрцитивной силой, т. е. их труднее размагнитить. В таких материалах может существовать большой остаточный магнетизм.

Вопросы для самоконтроля:

1. Дайте определение магнитного поля.

2. Что называют силовыми линиями?

3. Как определить направление магнитного поля?

4. Что называется магнитной индукцией, магнитным потоком?

5. Поясните закон полного тока.

6. Что называется соленоидом и каково его магнитное поле?

7. Какие тела называются ферромагнитными?

8. Что такое гистерезис?

9. Какие процессы возникают при перемагничивании стали?

10. В чем различие магнитомягких и магнитотвердых материалов?