Намагничивание веществ

magnitКак известно, зависимость между напряженностью магнитного поля Н и магнитной индукцией В выражается формулой

Но магнитная проницаемость μ для каждого сорта стали не является величиной постоянной и зависит от магнитного состояния стали. Поэтому зависимость между магнитной индукцией В и напряженностью магнитного поля Н стали выражают графически в виде так называеых кривых намагничивания (рис.1).


На основаниях данных, полученных по кривой намагничивания, можно построить кривую зависимости магнитной проницаемости магнитного поля μ от напряженности магнитного поля Н (рис. 2), пользуясь формулой


Кривые намагничивания получаются опытным путем. Их характер зависит как от сорта стали, так и от размеров и формы намагничиваемой детали.

Если путем изменения напряженности магнитного поля в стали довести ее (сталь) до состояния насыщения, а затем размагничивать путем уменьшения Н (изменением тока I в соленоиде), то величина магнитной индукции В начнет также уменьшаться. Но уменьшение величины магнитной индукции будет происходить не по кривой первоначального намагничивания, а по другой кривой, расположенной выше первой.

При этом, когда напряженность магнитного поля Н, уменьшаясь, достигнет нуля, то магнитная индукция В еще не достигнет нуля, а сохранит некоторое значение. Это значение магнитной индукции называется остаточным магнетизмом. Чтобы сталь полностью размагнитить, необходимо изменить направление напряженности магнитного поля Н (тока в соленоиде) и задать ей определенное значение. Величина напряженности магнитного поля, необходимая для размагничивания стали, характеризует собой сопротивляемость стали размагничиванию и называется задерживающей силой намагниченного вещества. Увеличивая напряженность Н в новом направлении, можно снова довести магнитную индукцию до насыщения. Затем, уменьшая напряженность Н до нуля, как и в первом случае, получим остаточный магнетизм. Изменив направление напряженности Н (тока в соленоиде) и увеличивая ее, снова можно при некотором значении напряженности Н размагнитить сталь, а затем путем увеличения Н довести ее вновь до первоначальной точки насыщения.

В рассмотренном процессе перемагничивания материала происходит запаздывание намагничивания от изменения напряженности магнитного поля. Это явление называется гистерезисом.

В соответствии с этим, циклическую кривую перемагничивания стали называют петля гистерезиса (рис. 3).

Физическая сущность намагничивания веществ (ферромагнитных тел) заключается в том, что под действием внешнего магнитного поля происходит ориентация областей самопроизвольного намагничивания в направлении внешнего поля. В результате этого появляется добавочное магнитное поле, которое складывается с внешним полем и усиливает его.

Перемагничивание стали связано с потерей энергии, так как магнитные силы, стремящиеся ориентировать области самопроизвольного намагничивания (элементарные магнитики в стали), встречают с их стороны некоторое противодействие повороту.

Мощность потерь на перемагничивание стали зависит от величины максимальной магнитной индукции Вмакс, от числа циклов f перемагничивания в секунду, от массы m и сорта стали.

Если максимальная магнитная индукция в стали превышает 1 теслу, то мощность потерь на перемагничивание определяется по формуле


где     σ – коэффициент, учитывающий сорт стали.

Путь, по которому замыкаются магнитные силовые линии поля, называются магнитной цепью.

Магнитная цепь характеризуется соотношением


где     Ф – магнитный поток в веберах;

    Rm – магнитное сопротивление магнитной цепи в единице на генри;

    Fm – намагничивающая сила.

Намагничивающая сила катушки определяется по формуле


где     ω – число витков в катушке;

    I – ток, протекающий в катушке в амперах.

За единицу измерения намагничивающей силы принят 1 ампер-виток.

Намагничивающая сила катушки равна одному ампер-витку, если произведение числа витков ω катушки на величину тока I в ее витках равно единице.

Магнитное сопротивление магнитной цепи тороидального соленоида определяется по формуле


где     lср – длина средней линии тороида в метрах;

    S – площадь поперечного сечения тороида в квадратных метрах;

    μ – магнитная проницаемость тороидального сердечника.

За единицу измерения магнитного сопротивления принята единица на генри.

Магнитное сопротивление равно единице на генри, если магнитодвижущая сила в 1 ампер-виток создает в магнитной цепи поток в 1 вебер.

Поделитесь этой статьей с друзьями в социальных сетях:
Свяжитесь с автором статьи в социальных сетях:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>