Слайд № 7

Главная особенность ферромагнетиков – их доменное строение.

Домен – это область, намагниченная до насыщения, то есть такая область, в пределах которой все атомы выстроены параллельно своими магнитными моментами. Размеры доменов порядка 0,01 мм, их можно видеть в обычном микроскопе.

Зависимость В = f(Н) определяет значение магнитной индукции, которая будет создаваться в магнитопроводе из данного ферромагнитного материала при воздействии конкретной напряженности поля.

Слайд № 8

График этой зависимости называется основная кривая намагничивания.

Слайд № 9

Если же перемагничивать данный материал в периодическом магнитном поле, то зависимость В= f(Н) имеет вид петли, которая называется петлей гистерезиса (гистерезис означает отставание, запаздывание).

Слайд № 10

На следующем слайде видна ориентация доменных областей при разных значениях напряженности и индукции магнитного поля.

Слайд № 11

Рассмотрим полученную петлю гистерезиса.

Отрезок, отсекаемый петлей гистерезиса на оси В (ординат), определяет остаточную индукцию В_ост и – В_ост (точки 2 и 5), а отрезок, отсекаемый на оси Н, определяет коэрцитивную (задерживающую) силу Н_с и – Н_с (точки 3 и 6).

Если процесс перемагничивания повторять при разных значениях Н, то можно получить семейство петель магнитного гистерезиса.

Слайд № 12

В случае, когда Н равно некоторому максимальному значению Н=Н_S, площадь петли практически не увеличивается, и магнитная индукция равна максимальному значению В=В_S, наступает насыщение материала. Наибольшая по площади петля называется предельной петлей гистерезиса.

Слайд № 13

По свойствам петли гистерезиса ферромагнитные материалы подразделяют на магнитомягкие и магнитотвердые.

К магнитомягким материалам относятся чистое железо, электротехнические конструкционные стали, пермаллои. Они имеют небольшую коэрцитивную силу Н_К < 0,05 А/м, основная кривая намагничивания круто поднимается вверх, петля гистерезиса узкая и площадь ее небольшая.

Магнитотвердые материалы имеют большую коэрцитивную силу Н_К > 30000 А/м, широкую петлю гистерезиса с большой площадью. Будучи намагниченными, они сохраняют намагниченность и после снятия намагничивающего поля. К ним относятся мартенситные стали (стали с высоким содержанием хрома и углерода), сплавы железа, никеля, алюминия кобальта. Из таких материалов изготовляют постоянные магниты, которые используют затем в качестве источников магнитного поля в различных электротехнических устройствах.

Петля показывает, что намагничивание и размагничивание стали не совсем обратимые процессы. Часть энергии задерживается в стали. Эта энергия пропорциональна площади петли гистерезисного цикла. Задержанная энергия идет на бесполезное, и даже вредное нагревание сердечника и магнитопровода в целом. Создаются потери энергии, которые называются потерями на гистерезис и перемагничивание. Потери электрической энергии на перемагничивание для магнитомягких материалов ниже, чем для магнитотвердых, так как потери прямо пропорциональны площади петли гистерезиса. Поэтому магнитопроводы электрических машин, трансформаторов делают из специальных электротехнических сортов стали.