Гистерезис: с чем его «едят»?

Гистерезис — явление в электротехнике когда при изменении магнитного поля происходит отставание магнитной индукции от напряженности магнитного поля

Любой электрический магнит, после того, как прекращается воздействие на него электрического тока, некоторое время сохраняет в своем сердечнике определенные магнитные свойства, которые называются остаточным магнетизмом.

Величина остаточного магнетизма напрямую зависит от свойств материала, из которого выполнен сердечник. Самая большая величина остаточного магнетизма у трансформаторов, сердечник которых выполнен из закаленной стали, а самая маленькая – у сердечников из мягких сортов железа.

В любом случае, каким бы мягким не было железо сердечника, остаточный магнетизм будет оказывать неблаговидное воздействие на всю работу прибора, особенно если по характеру его действия требуется полное размагничивание сердечника и перемагничивание его в противоположном направлении.

Именно для того, чтобы беспроблемно намагнитить сердечник трансформатора в новом направлении, при изменении направление тока в его обмотках, следует сначала преодолеть явление остаточного магнетизма, то есть размагнитить его. Для этого следует создать некоторый магнитный поток одинаковой силы и противоположного направления.

Говоря другими словами, изменение магнитного поля, которое создается током обмотки, всегда опережает изменение магнитной индукции сердечника трансформатора.

Этот феномен в электротехнике обозначается термином гистерезис.

Для того чтобы в процессе работы изменить намагниченность сердечника трансформатора следует побороть его остаточный магнетизм, воздействуя на сердечник магнитным потоком, направленным в противоположную сторону.

Фактически это означает необходимость потратить какую-то часть электрической энергии на преодоление сопротивления коэрцитивной силы, мешающей молекулярным магнитам железа изменить направление своей ориентации. Израсходованная на это энергия выделяется на сердечнике трансформатора в виде тепла, и называется потерями на перемагничивание, либо потерями на гистерезис.

Принимая во внимание все вышесказанное, можно сделать вывод, что сердечники в приборах, которые предусматривают их неоднократное перемагничивание, например, трансформаторы, якоря генераторов и двигателей, а также подобные им, должны выполняться из мягкого железа, имеющего незначительную коэрцитивную силу.

Следование этому правилу позволяет увеличить КПД агрегата, за счет снижение потерь на гистерезис.

Оставить комментарий