Què és la histèresi?

Al nucli de qualsevol electroimant, després d'apagar el corrent, sempre es conserva una part de les propietats magnètiques, anomenada magnetisme residual. La magnitud del magnetisme residual depèn de les propietats del material del nucli i arriba a un valor més alt per a l'acer endurit i menys per al ferro suau.

Tanmateix, per molt suau que sigui el ferro, el magnetisme residual encara tindrà algun efecte si, segons les condicions de funcionament del dispositiu, cal magnetitzar el seu nucli, és a dir, desmagnetitzar a zero i magnetitzar en sentit contrari.

De fet, amb cada canvi en la direcció del corrent a la bobina de l'electroimant, és necessari (a causa de la presència de magnetisme residual al nucli) primer desmagnetitzar el nucli, i només llavors es pot magnetitzar en un nou nucli. direcció. Això requeriria una mica de flux magnètic en la direcció oposada.

En altres paraules, el canvi en la magnetització del nucli (inducció magnètica) sempre queda endarrerit dels canvis corresponents en el flux magnètic (intensitat del camp magnètic), creat per la bobina.

Aquest retard de la inducció magnètica per la força del camp magnètic s'anomena histèresi... Amb cada nova magnetització del nucli, per destruir el seu magnetisme residual, cal actuar sobre el nucli amb un flux magnètic en sentit contrari. direcció.

A la pràctica, això suposarà gastar part de l'energia elèctrica per superar la força coercitiva, que dificulta la rotació dels imants moleculars cap a una nova posició. L'energia gastada en això s'allibera al ferro en forma de calor i representa pèrdues per inversió de magnetització o, com s'anomena, pèrdua per histèresi.

A partir de l'anterior, el ferro sotmès a una inversió contínua de magnetització en un determinat dispositiu (nuclis d'induït de generadors i motors elèctrics, nuclis de transformador) s'ha de seleccionar sempre suau, amb una força coercitiva molt petita. Això permet reduir les pèrdues per histèresi i augmentar així l'eficiència d'una màquina o aparell elèctric.

Bucle d'histèresi

Bucle d'histèresi: una corba que representa el curs de la dependència de la magnetització de la força del camp extern. Com més gran sigui l'àrea del bucle, més feina hauràs de fer per revertir la magnetització.

Imaginem un electroimant simple amb un nucli de ferro. Executem-lo a través d'un cicle de magnetització complet, per al qual canviarem el corrent de magnetització de zero al valor Ω a les direccions del fons de pantalla.

Moment inicial: el corrent és zero, el ferro no està magnetitzat, la inducció magnètica B = 0.

1a part: magnetització canviant el corrent de 0 a un valor de — + Ω.La inducció al nucli de ferro primer augmentarà ràpidament i després més lentament. Al final de l'operació, al punt A, el ferro està tan saturat de línies de força magnètiques que augmentar encara més el corrent (per sobre de + OM) pot donar els resultats més insignificants, per tant l'operació de magnetització es pot considerar completa.

La magnetització fins a la saturació significa que els imants moleculars del nucli, que al començament del procés de magnetització estaven en un estat complet i després només en un desordre parcial, ara estan gairebé tots disposats en files ordenades, els pols nord d'un costat i els pols sud a l'altre. l'altre, per què ara tenim polaritat nord a un extrem del nucli i sud a l'altre?

2a part: debilitament del magnetisme per reducció del corrent de + OM a 0 i desmagnetització completa a corrent — OD. La inducció magnètica que canvia al llarg de la corba de CA arribarà al valor de OC, mentre que el corrent ja serà zero. Aquesta inducció magnètica s'anomena magnetisme residual o inducció magnètica residual. Per destruir, per a una desmagnetització completa, per tant, cal donar un corrent invers a l'electroimant i portar-lo a un valor corresponent a l'ordenada OD del dibuix.

3a part: magnetització inversa canviant el corrent de — OD a — OM1. La inducció magnètica que augmenta al llarg de la corba DE arribarà al punt E corresponent al moment de saturació.

4a part: debilitament del magnetisme reduint gradualment el corrent de — OM1, a zero (magnetisme residual OF) i posterior desmagnetització canviant la direcció del corrent i portant-lo al valor + OH.

Cinquena part: magnetització corresponent al procés de la primera part, portant la inducció magnètica de zero a + MA canviant el corrent de + OH a + OM.

NSWQuan el corrent de desmagnetització disminueix a zero, no tots els imants elementals o moleculars tornen al seu estat desordenat anterior, però alguns d'ells conserven la seva posició corresponent a l'última direcció de magnetització. Aquest fenomen de retard o retenció del magnetisme s'anomena histèresi.