Хистерезис - състояние на системата следвие от текущи и предишни състояния.
B = uHB - плътност на магнитния поток (индукция) [T]
H - интензитет / напрегнатост на магнитното поле [A/m]
u (мю) - магнитна проницаемост [H/m] - (опр. - способността на материал да поддържа магнитно поле / степен на магнетизиране на материaл в следствие на приложено магнитно поле)
H е полето създадено от тока и зависи от големината на тока и НЕ зависи от средата.
B е полето, произведение от проницаемостта на средата и интензитета на полето.
Ако имаме проводник с формата на бобина, той има поле B=uH.
За да увеличим магнитния поток можем да поставим сърцевина от желязо, като в този случай
B ще нарастне значително.
Когато използваме различни сърцевини, материалът в тях реагира забавено спрямо изменението на приложеното поле. Затова казваме, че има загуби от хистерезис - защото материалът в сърцевината не възвръща началната си позиция веднага.
Отношението в B-H кривата се вижда от следните графики:
Фиг 1: отношение на B от H и изменение на проницаемостта u в следствие от приложеното поле.С нарастване на интензитета на полето
H се увеличава плътността на магнитния поток
B. Проницаемостта на средата (обикновено магнитопровод) скача рязко, а след това спада. Колкото повече спада проницаемостта
u, толкова повече намалява способността на материала да съхранява енергия. В даден момент настъпва насищане на сърцевината и рязко скачане на тока през намотката.
Фиг 2: типична хистерезисна крива.С червената област на фиг. 2 е отбелязана областта на дълбоко насищане на магнитопровода. Обикновено трансформаторите НЕ работят в тази област, а около областта с максимално
u.
Фиг. 2а.
Кривата се генерира чрез измерване на потока
B с едновременно измерване на интензитета
H. Феромагнетик, който не е бил магнетизиран първоначално ще следва пунктираната линия с увеличение на
H. В точка
a почти всички от магнитните домени са подредени и увеличаване на интензитета
H ще доведе до много малко увеличение на полето
B. Материалът се е наситил. Когато
H се намали до нула, кривата ще се измести от точка
a до точка
b. В този момент се вижда, че някаква част от магнитния поток
B остава в материала, въпреки че интензитета
H е нула. Това е точката на остатъчна намагнитеност на материала (някои домени са останали подредени, но повечето са загубили ориентация). С обръщане на интентитета
H, кривата се придвижва до точка
c, където магнитния поток
B е нула (обърнатата сила на интензитета H е повлияла на достатъчно домени, така че нетния магнитен поток B в материала е нула). Това е силата необходима за премахване на остатъчния магнетизъм и се нарича коерцетивна сила.
При изменение на магнетизиращата сила (интензитета
H) в отрицателна посока, материалът ще се насити отново, но домените ще са ориентирани в обратна посока (точка
d). Редуцирането на интензитета
H до нула ще придвижи кривата в точка
e, която показва остатъчния магнетизъм, но с обратна посока. От тук нататък следва изменение на кривата от точка
f до точка
a, а не по пунктираната линия, поради факта, че материалът вече е имал някаква остатъчна намагнитеност.
За да се заснеме хистерезисната крива с осцилоскоп е необходимо да се следи токът и напрежението. Моля разгледайте долните две схеми:
Фиг. 3
Фиг. 4За следенето на тока се ползват и в двата случая шунтове (резистор 1 ом и 20 ома според схемата). Сигналът се подава на генератора за хоризонтално отклонение (по оста X). Следенето на тока ни дава информация за интензитета на полето
H.
За да получим магнитния поток
B следим напрежението на изходна верига, съставена от вторична намотка и RC група (Фиг. 4). Ролята на RC групата е да интегрира изменението dB/dt за да се получи вертикален сигнал съответстващ на
B.
Източници:
http://info.ee.surrey.ac.uk/Workshop/advice/coils/BHCkt/index.htmlhttp://www.ndt-ed.org/EducationResources/CommunityCollege/MagParticle/Physics/HysteresisLoop.htm - много добро обяснение
http://www.physics.ucla.edu/demoweb/demomanual/electricity_and_magnetism/magnetostatics/hysteresis_curve.html
