Исследование свойств ферромагнетика с помощью
петли гистерезиса на лабораторной установке
1. При уменьшении напряженности намагничивающего поля до нуля намагниченный ферромагнетик размагничивается лишь частично вследствие необратимых процессов (см. рис.7). При Н = 0 поле ферромагнетика характеризуется остаточной магнитной индукцией В r. Отставание индукции В от напряженности Н при уменьшении напряженности называется «магнитным гистерезисом».
2. В намагничивающем поле обратного направления путем изменения его напряженности от Н = 0 до Н = -НС остаточную индукцию можно сделать равной нулю (рис. 7). Значение НС напряженности поля называется коэрцитивной силой ферромагнетика. Она показывает, как сильно удерживается ферромагнетиком остаточная индукция.
3. Ферромагнетики, у которых НС < 80 А/м, называются «мягкими». Эти материалы (железо, электротехническая сталь, сплавы железа с никелем - «Пермаллой») имеют большую магнитную проницаемость (mmax = 5000 - 50000 и больше) и применяются для изготовления сердечников трансформаторов и электрических машин. Ферромагнетики, имеющие НС > 4000 А/м, называются «жесткими» и применяются для изготовления постоянных магнитов (сплавы железа типа «Алнико» и «Магнико») [2, с.230-231].
4. При перемагничивании ферромагнетиков в переменном поле Н = f(t) процесс изменения магнитной индукции поля в образце характеризуется симметричной замкнутой кривой, которая, вследствие запаздывания изменения индукции, называется петлей гистерезиса (рис. 9). Если амплитуда напряженности поля заходит в область насыщения намагниченности образца, петля гистерезиса называется предельной, в остальных случаях - петлей основного цикла (основная петля гистерезиса). Нелинейность петли показывает, что индукция поля изменяется не по закону изменения напряженности. При исследованиях ферромагнетики перемагничивают в «режиме синусоидальной индукции» 
поля в образце , при котором напряженность поля изменяется по закону Н = f( t) резко искаженной синусоиды (рис. 9).
Две ветви петли гистерезиса означают, что любому значению Н соответствуют два значения магнитной индукции В, зависящие от предыстории магнитного состояния образца.
Кривая, проведенная через вершины (Вm; Нm) ряда основных петель гистерезиса, практически совпадает с «кривой начального намагничивания». Поэтому магнитная проницаемость ферромагнетика может быть определена
|
|
 |
Рис.9
через эти максимальные значения Вm и Нm, относящиеся к любой из основных петель гистерезиса (рис. 9), по формуле
, (1)
где m0 = 4p× 10-7 Г/м.
5. Энергия гистерезисных потерь, расходуемая за один полный цикл перемагничивания какого-либо образца, равна [1, с.190-191; 2, с.227-229] произведению объема образца Vo на площадь петли гистерезиса в координатах (В, Н), т.е.
. (2)
Она переходит в тепловую энергию образца. При перемагничивании ферромагнетик нагревается.
6. Полностью размагнитить ферромагнетик можно, перемагничивая его в переменном магнитном поле при плавном уменьшении амплитуды напряженности поля от насыщенного значения НS до нуля в течение ряда циклов.