מהי היסטרזיס?

בליבת כל אלקטרומגנט, לאחר כיבוי הזרם, נשמר תמיד חלק מהתכונות המגנטיות, הנקראות מגנטיות שיורית. גודל המגנטיות השיורית תלוי בתכונות חומר הליבה ומגיע לערך גבוה יותר עבור פלדה מוקשה ופחות עבור ברזל עדין.

עם זאת, לא משנה כמה רך הברזל, למגנטיות השיורית עדיין תהיה השפעה מסוימת אם, בהתאם לתנאי ההפעלה של המכשיר, יש צורך למגנט את הליבה שלו, כלומר, לבטל את המגנטיות לאפס ולמגנט בכיוון ההפוך.

למעשה, עם כל שינוי בכיוון הזרם בסליל האלקטרומגנט, יש צורך (בשל הימצאות מגנטיות שיורית בליבה) תחילה לבטל את הליבה, ורק לאחר מכן ניתן למגנט אותה בחדש. כיוון. זה ידרוש קצת שטף מגנטי בכיוון ההפוך.

במילים אחרות, השינוי במגנטיזציה של הליבה (אינדוקציה מגנטית) תמיד מפגר אחרי השינויים המקבילים בשטף המגנטי (כוח שדה מגנטי), שנוצר על ידי הסליל.

פיגור זה של ההשראה המגנטית מעוצמת השדה המגנטי נקרא היסטרזיס... בכל מגנט חדש של הליבה, על מנת להרוס את המגנטיות השיורית שלה, יש צורך לפעול על הליבה בשטף מגנטי הפוך כיוון.

בפועל, המשמעות היא הוצאת חלק מהאנרגיה החשמלית כדי להתגבר על כוח הכפייה, מה שמקשה על סיבוב המגנטים המולקולריים למיקום חדש. האנרגיה המושקעת על זה משתחררת בברזל בצורה של חום ומייצגת הפסדי היפוך מגנטיזציה או, כפי שהיא מכונה, אובדן היסטרזיס.

בהתבסס על האמור לעיל, ברזל הנתון להיפוך מתמשך של מגנטיזציה במכשיר מסוים (ליבות אבזור של גנרטורים ומנועים חשמליים, ליבות שנאי) תמיד צריך להיבחר רך, עם כוח כפייה קטן מאוד. זה מאפשר לצמצם הפסדים כתוצאה מהיסטרזיס ובכך להגביר את היעילות של מכונה או מכשיר חשמלי.

לולאת היסטרזיס

לולאת היסטרזה - עקומה המתארת ​​את מהלך התלות של המגנטיזציה בעוצמת השדה החיצוני. ככל ששטח הלולאה גדול יותר, כך תצטרך לעשות יותר עבודה כדי להפוך את המגנטיזציה.

הבה נדמיין אלקטרומגנט פשוט עם ליבת ברזל. הבה נעבור אותו במחזור מגנט מלא, שעבורו נשנה את זרם הממגנט מאפס לערך Ω בכיווני הטפט.

רגע התחלתי: הזרם הוא אפס, הברזל אינו ממוגנט, האינדוקציה המגנטית B = 0.

חלק 1: מגנטיזציה על ידי שינוי הזרם מ-0 לערך של - + Ω.האינדוקציה בברזל הליבה תגדל תחילה במהירות, ולאחר מכן לאט יותר. בסוף הפעולה, בנקודה A, הברזל כל כך רווי בקווי כוח מגנטי, עד שהגדלה נוספת של הזרם (מעל + OM) יכולה לתת את התוצאות הכי לא משמעותיות, ולכן פעולת המגנטיזציה יכולה להיחשב כמושלמה.

מגנטיזציה לרוויה פירושה שהמגנטים המולקולריים בליבה, שבתחילת תהליך המגנטיזציה היו במצב שלם ולאחר מכן רק באי-סדר חלקי, מסודרים כעת כמעט כולם בשורות מסודרות, קטבים צפוניים בצד אחד, קטבים דרומיים על השני, מדוע יש לנו כעת קוטביות צפון בקצה אחד של הליבה ודרום בקצה השני.

חלק 2: היחלשות של מגנטיות עקב הפחתת זרם מ+OM ל-0 וביטול מגנטיזציה מוחלט בזרם - OD. האינדוקציה המגנטית המשתנה לאורך עקומת ה-AC תגיע לערך של OC, בעוד שהזרם כבר יהיה אפס. אינדוקציה מגנטית זו נקראת מגנטיות שיורית או אינדוקציה מגנטית שיורית. כדי להרוס, לפיכך, דה-מגנטיזציה מוחלטת, יש צורך לתת זרם הפוך לאלקטרומגנט ולהביא אותו לערך המתאים ל-OD בציור.

חלק שלישי: מגנטיזציה הפוכה על ידי שינוי הזרם מ- OD ל- OM1. האינדוקציה המגנטית הגדלה לאורך העקומה DE תגיע לנקודה E המתאימה לרגע הרוויה.

חלק רביעי: היחלשות של המגנטיות על ידי הפחתה הדרגתית של הזרם מ - OM1, לאפס (מגנטיות שיורית OF) ולאחר מכן דה-מגנטיזציה על ידי שינוי כיוון הזרם והבאתו לערך + OH.

חלק חמישי: מגנטיזציה המתאימה לתהליך של החלק הראשון, הבאת האינדוקציה המגנטית מאפס ל-+MA על ידי שינוי הזרם מ-+OH ל-+OM.

NSכאשר זרם הדה-מגנטיזציה יורד לאפס, לא כל המגנטים האלמנטריים או המולקולריים חוזרים למצבם הבלתי-מוסדר הקודם, אך חלקם שומרים על מיקומם המתאים לכיוון האחרון של המגנטיזציה. תופעה זו של עיכוב או שימור מגנטיות נקראת היסטרזיס.