В) Характеристики магнитных материалов

Основными характеристиками ферромагнетиков являются кри­вая намагничивания В(Н) и петля гистерезиса (рис. 24.2)

Рассмотрим процесс переменного намагничивания маг­нитного материала.

Для этой цели намотаем на стальной сердеч­ник обмотку и будем по ней пропускать постоянный ток. Пред­положим, что сердечник электромагнита ранее не был намагни­чен.

Рис.25.1. Схема опыта

Увеличивая проходящий по виткам обмотки ток I от нуля, мы тем самым будем увеличивать намагничивающую силу и напряженность поля Н.

Величина магнитной индукции Всердечнике бу­дет также увеличиваться.
Кривая намагничивания Оа имеет прямоли­нейную часть, а затем вследствие насыщения кривая поднимается медленно, при­ближаясь к горизонтали.
Если теперь, достигнув точки а , уменьшать Н, то будет уменьшаться и В. Однако уменьшение Впри уменьше­нии Н, т. е. при размагничивании, будет происходить с запазды­ванием по отношению к уменьшению Н. Величина остаточной индукции при Н=0 характеризуется отрезком Об.

Рис.25.2. Петля гистерезиса.

Для того чтобы магнитная индукция в сердечнике стала рав­ной нулю, необходимо намагничивать материал в обратном на­правлении, т. т.е. перемагничивать его.

Для этой цели направление тока в обмотке меняется на обратное. Направление магнитных линий и напряженности поля также изменяется. При напряжен­ности поля Н=ов,индукция в сердечнике равна нулю и мате­риал сердечника полностью размагничен.

Значение напряжен­ности поля Н = овпри В = 0 является определенной характери­стикой материала и называется задерживающей (коэрцитивной) силой.

Повторяя процесс перемагничивания, мы получаем замкну­тую кривую а б в г д е а, называемую петлей гистерезиса.

На этом опыте легко убедиться, что намагничивание и размагничи­вание сердечника (появление и исчезновение полюсов, магнитной индукции или магнитного потока) отстают от момента появле­ния и исчезновения намагничивающей и размагничивающей силы (тока в обмотке электромагнита

Если величина напряженности магнитного поля превышает значение, при котором наступает магнитное насыщение, т. е. Н_max > H_S, то размеры петли больше не увеличиваются, растут только безгистерезисные участки (а и г см. на рис. 24.2.) Такая петля назы­вается предельной петлей гистерезиса.

Намагничивание ферромагнитного материала, впервые поме­щенного в магнитное поле, происходит по линии оа. Точки в и е предельной петли гистерезиса соответствуют коэрцитивной силе Н_с(-Н_с), а точки б и д дают значения остаточной индукции В_г(-В_г).

Рис.25.3. Петли гистерезиса магнитомягких и магнитотвердых материалов

В зависимости от значения коэрци­тивной силы все магнитные материалы принято делить на магнитомягкие (кривая 1 рис.24.3;) и магнитотвердые (кривая-2).

Магнитомягкие материалы имеют малую коэрцитивную силу и узкую петлю гистерезиса. К этой группе относят электротехническую сталь, пермаллои, ферриты. Приме­няют эти материалы в таких электротехнических устройствах, как электрические машины, трансформаторы, электрические аппа­раты и др.

Магнитотвердые материалы имеют большую коэрцитивную силу и широкую петлю гистерезиса. Будучи намагниченными, они со­храняют намагниченность и после снятия намагничивающего поля. Из таких материалов изготовляют постоянные магниты, которые широко применяются в различных устройствах.