Гистерезис магнитных материалов — это явление, связанное с зависимостью магнитной индукции от величины приложенного магнитного поля, которое проявляется в виде петли на графике зависимости магнитной индукции ( B ) от магнитного поля ( H ).

Причины гистерезиса

Зависимость от доменов: В магнитных материалах имеются области (домены), в которых магнитные моменты атомов выровнены в одном направлении. При приложении внешнего магнитного поля домены, ориентированные по направлению поля, увеличиваются, а другие — уменьшаются. Однако при снятии поля не все домены возвращаются в своё исходное состояние, что и приводит к тому, что величина остаточной магнетизации (или индукции) остается на некотором уровне.

Дефекты и неоднородности: Наличие дефектов в кристаллической решетке, неоднородность материала и влияние температуры также могут создавать дополнительные барьеры для доменов, вызывая задержки в изменении их ориентации.

Эффекты на потребление энергии

Циклическое намагничивание: При циклическом намагничивании материала (например, в трансформаторах, электродвигателях) каждый раз, когда магнитное поле меняется, домены должны перераспределяться. Это вызывает потери энергии из-за внутреннего трения и вязкого сопротивления, что также приводит к выделению тепла.

Потери в гистерезисе: Энергия, затрачиваемая на преодоление гистерезиса (например, при каждом цикле намагничивания), является основным источником потерь. При каждой полной циклической намагничивании область гистерезиса потребляет энергию, которая затем сгорает в виде тепла.

Заключение

Гистерезис в магнитных материалах приводит к тому, что при циклическом намагничивании материал потребляет больше энергии, что проявляется в виде тепловых потерь. Эти потери являются важным фактором, который необходимо учитывать при разработке и эксплуатации магнитных систем и устройств.