Гістерезис в електротехніці

Розглянемо процес змінного намагнічування феромагнітного матеріалу. Для цієї мети намотаємо на сталевий сердечник обмотку і будемо по ній пропускати постійний струм. Припустимо, що сердечник електромагніта раніше не був намагнічений.

Збільшуючи проходить по витків обмотки струм I від нуля, ми тим самим будемо збільшувати силу, що намагнічує і напруженість поля H. Величина магнітної індукції B в осерді буде також збільшуватися. Крива намагнічування 0А на малюнку 1 має прямолінійну частину, а потім внаслідок насичення крива піднімається повільно, наближаючись до горизонталі. Якщо тепер, досягнувши точки а. зменшувати H. то буде зменшуватися і B. Однак зменшення B при зменшенні H. тобто при розмагнічування, буде відбуватися з запізненням по відношенню до зменшення H. Величина залишкової індукції при H = 0 характеризується відрізком 0б.

Гістерезис в електротехніці

Для того щоб магнітна індукція в осерді стала рівною нулю, необхідно намагнічувати матеріал в зворотному напрямку, тобто перемагнитилось його. Для цієї мети напрямок струму в обмотці змінюється на протилежне. Напрямок магнітних ліній і напруженості магнітного поля також змінюється. При напруженості поля H = 0в індукція в осерді дорівнює нулю і матеріал сердечника повністю розмагнічений. Значення напруженості поля H = 0в при B = 0 є певною характеристикою матеріалу і називається затримує (коерцитивної) силою.

Повторюючи процес перемагнічування, ми отримуємо замкнуту криву а б в г д е а. яка називається петля гістерезису або петля магнітного гістерезису. Гістерезис від грецького - відстає, запізнюється. На цьому досвіді легко переконатися, що намагнічування і розмагнічування сердечника (поява і зникнення полюсів, магнітної індукції або магнітного потоку) відстають від моменту появи і зникнення намагничивающей і розмагнічуючої сили (струму в обмотці електромагніту). Явище гістерезису можна іншими словами охарактеризувати як відставання змін магнітної індукції від змін напруженості поля. Перемагнічування матеріалу пов'язано з витратою деякої кількості енергії, яка виділяється у вигляді тепла, що нагріває матеріал.

Магнітний гістерезис особливо сильно позначається, якщо матеріал сердечника має великий залишковим магнетизмом (наприклад, тверда сталь). Явище гістерезису в більшості випадків шкідливо. Воно викликає втрати на гістерезис виражені в нагріванні сердечника і зайвих витратах потужності джерела напруги, а також супроводжується гудінням сердечника внаслідок зміни полярності і поворотів елементарних частинок матеріалу сердечника.

А. Г. Столетов, крім того, досліджував і пояснив природу зовнішнього фотоефекту і виготовив перший фотоелемент.

Джерело: Кузнецов М. І. "Основи електротехніки" - 9-е видання, виправлене - Київ: Вища школа, 1964 - 560с.

Схожі статті