Kas yra histerezė?
Bet kurio elektromagneto šerdyje, išjungus srovę, dalis magnetinių savybių, vadinamų liekamuoju magnetizmu, visada išsaugoma. Liekamojo magnetizmo dydis priklauso nuo šerdies medžiagos savybių ir pasiekia didesnę vertę grūdintam plienui, o mažesnę - švelniam geležiui.
Tačiau, kad ir koks minkštas būtų lygintuvas, liekamasis magnetizmas vis tiek turės tam tikrą poveikį, jei pagal įrenginio veikimo sąlygas reikės įmagnetinti jo šerdį, tai yra išmagnetinti iki nulio ir įmagnetinti priešinga kryptimi.
Tiesą sakant, kiekvieną kartą keičiant srovės kryptį elektromagneto ritėje, būtina (dėl liekamojo magnetizmo buvimo šerdyje) pirmiausia išmagnetinti šerdį ir tik tada ją galima įmagnetinti naujoje. kryptis. Tam reikės tam tikro magnetinio srauto priešinga kryptimi.
Kitaip tariant, šerdies įmagnetinimo pokytis (magnetinė indukcija) visada atsilieka nuo atitinkamų magnetinio srauto pokyčių (magnetinio lauko stiprumas), sukurtas ritės.
Toks magnetinės indukcijos atsilikimas nuo magnetinio lauko stiprumo vadinamas histereze... Su kiekvienu nauju šerdies įmagnetinimu, norint sunaikinti jos liekamąjį magnetizmą, reikia šerdį veikti priešingai magnetiniu srautu. kryptis.
Praktiškai tai reikš, kad dalis elektros energijos bus išleista priverstinei jėgai įveikti, o tai apsunkina molekulinių magnetų pasukimą į naują padėtį. Tam sunaudota energija išleidžiama geležyje šilumos pavidalu ir reiškia įmagnetinimo apsisukimo nuostolius arba, kaip tai vadinama, histerezės nuostolius.
Remiantis tuo, kas išdėstyta pirmiau, geležis, kuri tam tikrame įrenginyje (generatorių ir elektros variklių armatūros šerdys, transformatorių šerdys) nuolat keičia įmagnetinimą, visada turi būti parinkta minkšta, su labai maža priverstine jėga. Tai leidžia sumažinti nuostolius dėl histerezės ir taip padidinti elektros mašinos ar prietaiso efektyvumą.
Histerezės kilpa
Histerezės kilpa – kreivė, vaizduojanti įmagnetinimo priklausomybės nuo išorinio lauko stiprumo eigą. Kuo didesnis kilpos plotas, tuo daugiau darbo turite padaryti, kad pakeistumėte įmagnetinimą.
Įsivaizduokime paprastą elektromagnetą su geležine šerdimi. Atlikime visą įmagnetinimo ciklą, kurio metu įmagnetinimo srovę pakeisime iš nulio į Ω reikšmę tapetų kryptimis.
Pradinis momentas: srovė lygi nuliui, geležis neįmagnetinta, magnetinė indukcija B = 0.
1 dalis: įmagnetinimas keičiant srovę nuo 0 iki vertės — + Ω.Geležies šerdies indukcija pirmiausia didės greitai, paskui lėčiau. Operacijos pabaigoje taške A geležis yra taip prisotinta magnetinių jėgų linijų, kad toliau didinant srovę (virš + OM) galima duoti pačius nereikšmingiausius rezultatus, todėl įmagnetinimo operacija gali būti laikoma baigta.
Įmagnetinimas iki prisotinimo reiškia, kad branduolyje esantys molekuliniai magnetai, kurie įmagnetinimo proceso pradžioje buvo visiškos būsenos, o vėliau tik iš dalies sutrikę, dabar beveik visi yra išdėstyti tvarkingomis eilėmis, šiaurės poliai vienoje pusėje, pietų poliai kita.kodėl dabar viename šerdies gale turime šiaurės poliariškumą, o kitame – pietus.
2 dalis: magnetizmo susilpnėjimas dėl srovės sumažinimo nuo + OM iki 0 ir visiškas išmagnetinimas esant srovei — OD. AC kreive besikeičianti magnetinė indukcija pasieks OC reikšmę, o srovė jau bus lygi nuliui. Ši magnetinė indukcija vadinama liekamuoju magnetizmu arba likutine magnetine indukcija. Norint sunaikinti, taigi, norint visiškai išmagnetinti, reikia elektromagnetui suteikti atvirkštinę srovę ir sureguliuoti ją iki vertės, atitinkančios ordinatės OD brėžinyje.
3 dalis: atvirkštinis įmagnetinimas keičiant srovę iš — OD į — OM1. Išilgai kreivės DE didėjanti magnetinė indukcija pasieks tašką E, atitinkantį soties momentą.
4 dalis: magnetizmo susilpninimas laipsniškai mažinant srovę nuo — OM1, iki nulio (liekamasis magnetizmas OF) ir vėlesnis išmagnetinimas keičiant srovės kryptį ir padidinant ją iki reikšmės + OH.
Penkta dalis: įmagnetinimas, atitinkantis pirmosios dalies procesą, magnetinę indukciją atnešant nuo nulio iki + MA, keičiant srovę iš + OH į + OM.
NSKai išmagnetinimo srovė sumažėja iki nulio, ne visi elementarieji ar molekuliniai magnetai grįžta į ankstesnę netvarkingą būseną, tačiau kai kurie iš jų išlaiko savo padėtį, atitinkančią paskutinę įmagnetinimo kryptį. Šis magnetizmo vėlavimo arba išlaikymo reiškinys vadinamas histereze.