Кривая намагничивания — зависимость магнитной индукции В в материале от напряжённости Н внешнего магнитного поля (рис. 6.4), отражающая процесс намагничивания ферромагнетика.

При малых напряжённостях поля (зона I) домены лишь начинают ориентироваться по внешнему полю, магнитная индукция возрастает почти пропорционально увеличению напряжённости. При больших напряжённостях поля (зона II) домены активно ориентируются по внешнему полю, магнитная индукция быстро увеличивается, но затем её рост замедляется.

При дальнейшем увеличении напряжённости внешнего магнитного поля (зона III) все домены ферромагнетика ориентированы по нему и при дальнейшем росте напряжённости магнитная индукция более уже не увеличивается. Материал находится в состоянии магнитного насыщения.

На рис. 6.5 показаны кривые намагничивания некоторых магнитных материалов.

Видно, что стальное литьё (кривая 3) достигает магнитного насыщения при более высоких значениях индукции В, чем чугун (кривая 4). Электротехническая сталь (кривая 1) достигает насыщения при весьма значительных значениях индукции. Чем круче поднимается кривая намагничивания материала, тем меньшая напряжённость Н внешнего магнитного поля требуется для создания в нём заданной индукции (кривая 2).

Магнитная индукция в электрических машинах и электромагнитных устройствах выбирается в зависимости от заданных условий. Если нужно, чтобы колебания намагничивающего тока в обмотке мало влияли на магнитный поток машины или аппарата, то выбирают индукцию, соответствующую режиму насыщения. Если же необходимо, чтобы магнитный поток изменялся пропорционально намагничивающему току (например, в измерительных приборах), то выбирают индукцию, соответствующую прямолинейному участку кривой намагничивания.

Магнитная проницаемостьm с увеличением напряжённости магнитного поля Н (см. рис. 6.4) возрастает от некоторого начального значения m_нач до максимального m_макс , соответствующего максимальной скорости нарастания индукции, а затем резко уменьшается, стремясь к значению, близкому к единице. Таким образом, при насыщении магнитная проницаемость ферромагнетиков приближается к магнитной проницаемости неферромагнитных материалов.

Петля гистерезиса — важнейшая характеристика свойств ферромагнитных материалов при перемагничивании — процессе, протекающем в электрических машинах и электромагнитных устройствах, работающих на переменном токе.

На рис. 6.6 показана зависимость индукции В при намагничивании и размагничивании ферромагнитного материала в зависимости от величины и знака напряжённости Нмагнитного поля. Если образец материала намагничивать, постепенно повышая напряжённость магнитного поля, то магнитная индукция тоже будет возрастать в соответствии с кривой намагничивания. Начиная от точки 0 , индукция Ввозрастает и при некоторой напряжённости +Ндостигает значения индукции насыщения +В_S .

При уменьшении напряжённости Н магнитная индукция В тоже будет уменьшаться, но её значения будут значительно большими по сравнению со значениями В на начальной кривой намагничивания при тех же напряжённостях. Когда напряжённость магнитного поля Н станет равной нулю, в ферромагнитном материале сохранится некоторая остаточная магнитная индукция +В_r.

Чтобы размагнитить материал, нужно изменить направление напряжённости магнитного поля на –Н и увеличивать её, пока индукция В магнитного поля не станет равной нулю. Напряжённость поля -Н_с, необходимая для полного размагничивания материала, называется коэрцитивной силой.

При дальнейшем увеличении напряжённости поля –Нмагнитная индукция –Вбудет расти. При некотором значении напряжённости она достигнет величины индукции насыщения –В_S и более увеличиваться уже не будет.

Если уменьшать напряжённость поля –Н до нуля, а затем увеличивать её в сторону +Н , то и магнитная индукция снизится сначала до остаточной –В_r , а затем возрастёт до индукции насыщения +В_S .

Характеристика изменения индукции Впри намагничивании и размагничивании ферромагнитного материала в зависимости от величины и знака напряжённости Нмагнитного поля представляет собой замкнутую кривую, называемую петлёй гистерезиса. Индукция насыщения В_S , остаточная индукция В_r , коэрцитивная сила Н_с позволяют судить о свойствах магнитного материала.

Магнитные характеристики основных ферромагнитных материалов приведены в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Магнитные характеристики основных магнитных материалов.