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一文读懂磁滞回线

高工
2022-05-28 12:19:21     打赏

几乎所有电源电路中,都离不开磁性元器件,电感器或变压器,这一块的知识也非常重要,今天我们主要谈谈磁滞回线。


一、磁滞现象的概念


如下图所示,如果将铁磁物质沿磁化曲线 OS 由完全去磁状态磁化到饱和 Bs ,此时如将外磁场 H 减小,B 值将不再按照原来的初始磁化曲线(OS)减小,而是更加缓慢地沿较高的 B 减小。


这是因为发生刚性转动的磁畴保留了外磁场方向,即使外磁场 H=0 时,B≠0,即尚有剩余的磁感应强度Br 存在。这种磁化曲线与退磁曲线不重合特性,称为磁化的不可逆性。磁感应强度 B 的改变滞后于磁场强度 H 的现象,称为磁滞现象


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二、磁滞回线形成过程


如要使 B 减少,必须加一个与原磁场方向相反的磁场强度-H,当这个反向磁场强度增加到-Hc 时,才能使磁介质中 B=0。


这并不意味着磁介质恢复了杂乱无章状态,而是一部分磁畴仍保留原磁化磁场方向,而另一部分在反向磁场作用下改变为外磁场方向,两部分相等时,合成磁感应强度为零。如果再继续增大反向磁场强度,铁磁物质中反转的磁畴增多,反向磁感应强度增加,随着-H 值的增加,反向的 B 也增加。


当反向磁场强度增加到-Hs 时,则 B=-Bs 达到反向饱和。如果使-H=0,B= -Br ,要使-Br 为零,必须加正向 Hc 。如 H 再增大到 Hs时,B 达到最大值 Bs ,磁介质又达到正向饱和。这样磁场强度由Hs → 0→- Hc →- Hs →0→Hc →Hs。


相应地,磁感应强度由Bs → Br →0→- Bs→ - Br →0→Bs ,形成了一个对原点 O 对称的回线,称为饱和磁滞回线,或最大磁滞回线。


注意:磁滞回线所包围的面积,表示铁磁物质磁化循环一周所需消耗的能量,这部分能量往往转化为热能而被消耗掉。


三、名词解释


饱和磁感应强度Bs:用足够大的磁场强度磁化磁性物质时,磁化曲线达到接近水平时,不再随外磁场增大而明显增大对应的 B 值。


剩余磁感应强度 Br(剩磁):铁磁物质磁化到饱和后,又将磁场强度下降到零时,铁磁物质中残留的磁感应强度Br 。

 

矫顽力 Hc:铁磁物质磁化到饱和后,由于磁滞现象,要使磁介质中 B 为零,需有一定的反向磁场强度-H,此磁场强度称为矫顽磁力Hc。


硬磁材料:如果磁滞回线很宽,即Hc很高,很难将磁材料磁化到饱和,同时也很难用反向磁场强度将磁感应强度下降到零,这类材料称为硬磁材料。如铝镍钴,钐钴,钕铁硼合金等永久磁铁。

 

软磁材料:如果磁滞回线很窄,即Hc很低,在较弱外磁场作用下,磁感应强度达到很高的数值,既容易磁化,又容易退磁。这类材料称为软磁材料。开关电源主要应用软磁材料。所谓“软磁”,不是材料的质地柔软,而是容易磁化。


实际上,软磁材料都是既硬又难加工的材料。如铁氧体,铁粉芯,恒导合金,非晶态合金及硅钢片等。其中,磁粉芯常作为电感和反激变压器磁芯。它们既硬又脆,是开关电源中主要应用的软磁材料。

 

由于B—H磁滞回线所围面积与磁滞损耗成正比,在交流电器中磁滞损耗是有害的,它的存在既浪费了电能又使铁心发热,对设备不利,所以软磁材料的磁滞回线所围面积要尽量减小,以减少损耗。





关键词: 读懂     磁滞回线    

院士
2022-05-29 07:56:46     打赏
2楼

谢谢楼主分享的技术文章~!


专家
2022-05-29 07:57:37     打赏
3楼

谢谢分享


专家
2022-05-29 08:26:41     打赏
4楼

谢谢分享


专家
2022-05-29 08:37:42     打赏
5楼

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专家
2022-05-29 08:44:37     打赏
6楼

感谢分享


专家
2022-05-29 09:02:33     打赏
7楼

谢谢楼主分享!


院士
2022-05-29 09:32:59     打赏
8楼

谢谢分享


专家
2022-05-29 09:50:44     打赏
9楼

谢谢楼主分享


专家
2022-05-29 10:56:12     打赏
10楼

谢谢分享


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