B-H磁滞回线分析

发布日期: 2024-06-12

一、磁化曲线

首先,在了解B-H磁滞回线之前,我们先了解磁化曲线;

如果在由电流产生的磁场中加入铁磁物质,则磁场会明显增强,此时铁磁物质中的磁感应强度比单纯由电流产生的磁感应强度增大百倍,甚至在千倍以上。铁磁物质内部的磁场强度H与磁感应强度B有如下的关系:

B= µH

对于铁磁物质而言,磁导率µ并非常数,而是随着H磁场的变化而变化的物理量,即µ = f(H),即非线性函数。µ-H变化曲线图1.1如下所示:

 

1.1

铁磁材料的磁化过程为:其未被磁化时的状态被称为去磁状态,这时若在铁磁材料上加一个由小到大的磁化场,则铁磁材料内部的磁场强度H与磁感应强度B也随之变大,其B-H变化曲线如图1.1所示。但当H增大到一定值(Hs)后,B几乎不再随磁场H的增加而增加,说明磁化已经达到了饱和状态,从未磁化到饱和磁化的这段磁化曲线成为材料的起始磁化曲线,如图1.1OS段所示。

二、磁滞回线

讲完了磁化曲线,接下来进行磁滞回线的了解和分析。

当铁磁材料的磁化达到饱和之后,如果将磁化场减少,则铁磁材料内部的BH也随之减少,但其减少的过程并不沿着磁化时的OS段退回。从图2.1 可知,当磁化场撤销H=0 时,磁感应强度仍然保持。此时B=Br,称为一定的数值剩磁(剩余磁感应强度)。若要使被磁化的铁磁材料的磁感应强度B减少到 0,必须加上一个反向磁场并逐步增大。当铁磁材料内部反向磁场强度增加到H=Hc(2.1上的磁感应强度B才是 0c)达到退磁。图 2.1中的bc段曲线为退磁曲线,Hc为矫顽磁力。图中的0a段曲线称为起始磁化曲线,所形成的封闭曲线abcdefa称为磁滞回线,bc曲线段称为退磁曲线。

 

2.1

由图2.1B-H磁滞回线分析如下:

(1)H=0时,B≠0,这说明铁磁材料还残留一定值的磁感应强度Br,通常称Br为铁磁物质的剩余感应强度(剩磁)

(2)若要使铁磁物质完全退磁,即B=0,必须加一个反方向磁场,这个反向磁场强度Hc称为该铁磁材料的矫顽磁力。

(3)B的变化始终落后于H的变化,这种现象称为磁滞现象。

(4)H上升与下降到同一数值时,铁磁材料内的B值并不相同,退磁化过程与铁磁材料过去的磁化经历有关。

(5)当从初始状态H=0,B=0开始周期性地改变磁场强度的幅值时,在磁场由弱到强地单调增加过程中,可以得到面积由大到小的一簇磁滞回线,如图 2.2 所示。其中最大面积的磁滞回线称为极限磁滞回线。

 

2.2

(6)如果使铁磁材料磁化达到磁饱和,然后不断改变磁化电流的方向,与此同时逐渐减少磁化电流,直到等于零,则该材料的磁化过程中就是一连串逐渐缩小而最终趋于原点的环状曲线,如图 2.3 所示。当H减小到零时,B亦同时降为零,达到完全退磁。

 


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