ヒステリシスとは何ですか?

電磁石のコアでは、電流がオフになった後も、残留磁気と呼ばれる磁気特性の一部が常に保存されます。残留磁気の大きさはコア材料の特性に依存し、焼入れ鋼ではより高い値に達し、軟鉄ではより低い値に達します。

ただし、いくら柔らかい鉄であっても、機器の使用条件によってはコアを磁化する、つまりゼロに消磁して逆方向に磁化する必要がある場合には、残留磁気の影響が生じます。

実際、電磁石のコイル内の電流の方向が変化するたびに、（コア内に残留磁気が存在するため）まずコアを消磁する必要があり、その後初めてコアを新しい状態で磁化することができます。方向。これには、反対方向の磁束が必要になります。

言い換えれば、コアの磁化の変化（磁気誘導）は、対応する磁束の変化よりも常に遅れます（磁場の強さ)、コイルによって作成されます。

磁場の強さからの磁気誘導のこの遅れはヒステリシスと呼ばれます... コアが新たに磁化されるたびに、その残留磁気を破壊するために、逆方向の磁束をコアに作用させる必要があります。方向。

実際には、これは保磁力に打ち勝つために電気エネルギーの一部を費やすことを意味し、分子磁石を新しい位置に回転させることが困難になります。これに費やされたエネルギーは熱の形で鉄に放出され、磁化反転損失、またはいわゆるヒステリシス損失を表します。

上記のことから、特定の機器（発電機や電動機の電機子鉄心、変圧器鉄心）内で連続的に磁化の反転を受ける鉄は、常に保磁力が非常に小さい軟らかいものを選択する必要があります。これにより、ヒステリシスによる損失を低減し、電気機械や電気器具の効率を向上させることができます。

ヒステリシスループ

ヒステリシス ループ — 外部磁場の強さに対する磁化の依存性の経過を示す曲線。ループの面積が大きいほど、磁化を反転するためにより多くの作業を行う必要があります。

鉄心を持つ単純な電磁石を想像してみましょう。磁化サイクル全体を実行してみましょう。このサイクルでは、壁紙の方向に磁化電流を 0 から Ω 値に変更します。

初期モーメント: 電流はゼロ、鉄は磁化されていない、磁気誘導 B = 0。

最初の部分: 電流を 0 から — + Ω の値に変化させることによる磁化。コア鉄の誘導は最初は急速に増加し、次にゆっくりと増加します。操作の終了点 A までに、鉄は磁力線で飽和しているため、さらに電流を増加しても (+ OM を超えて) 最も重要な結果は得られないため、磁化操作は完了したと見なすことができます。

磁化が飽和するということは、コア内の分子磁石が、磁化プロセスの開始時には完全な状態にあり、その後は部分的にのみ無秩序であったが、現在ではほとんどすべてが、片側に N 極、反対側に S 極が整然と並んでいることを意味します。なぜ今、核の一方の端では北極があり、もう一方の端では南極になっているのでしょうか。

2 番目の部分: + OM から 0 への電流の減少による磁性の弱まり、電流 - OD での完全な消磁。 AC 曲線に沿って変化する磁気誘導は OC の値に達しますが、電流はすでにゼロになります。この磁気誘導を残留磁気または残留磁気誘導といいます。したがって、消磁を完全に破壊するには、電磁石に逆電流を与え、それを図の縦軸の OD に対応する値にする必要があります。

3 番目の部分: 電流を — OD から — OM1 に変更することで磁化を反転します。曲線 DE に沿って増加する磁気誘導は、飽和の瞬間に対応する点 E に達します。

4 番目の部分: 電流を -OM1 からゼロ (残留磁気 OF) まで徐々に減少させて磁気を弱め、その後、電流の方向を変えて値 + OH にすることで消磁します。

5 番目の部分: 最初の部分のプロセスに対応する磁化。電流を + OH から + OM に変化させることで磁気誘導をゼロから + MA にします。

NS減磁電流がゼロに減少すると、すべての基本磁石または分子磁石が以前の無秩序な状態に戻るわけではありませんが、一部の磁石は最後の磁化方向に対応する位置を保持します。この磁気の遅れや保持の現象をヒステリシスといいます。