1.9. Магнитные материалы с прямоугольной петлей гистерезиса

В текстурованных материалах, при совпадении направления вектора намагниченности  внешнего поля с направлением кристаллографических осей легкого намагничивания зерен кристаллитов, скачкообразные повороты векторов намагниченности  совершаются почти одновременно. Эти скачки происходят при напряженности  близкой к , после чего векторы  и практически совпадают по направлению. Это материалы с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ). С большой степенью приближения их можно изображать используя кусочно-линейную аппроксимацию, как показано на рис. 1.7, а, б. Качество этих материалов оценивается коэффициентом прямоугольности . При этом указывается во сколько раз  превышает  (рис. 1.7, а). При  ≥ 0,85 материал считается с прямоугольной петлей гистерезиса. Но есть материалы с  = 0,97 — 0,99. У текстурованных материалов прямоугольная петля гистерезиса имеет место только вдоль оси легкого намагничивания, а у ферритов – в любом направлении.

Рис. 1.7. Зависимость петли гистерезиса от материала

и геометрической формы сердечника

У различных образцов, выполненных из одного и того же материала, петли гистерезиса могут отличаться в силу технологических отклонений, наличия примесей и других факторов.



Обычно в справочниках даются усредненные характеристики материалов для прямолинейных образцов прямоугольной формы сечения.  Даже геометрическая форма кольцевого тороидального сердечника влияет на вид петли гистерезиса.

Предположим, что кольцевой сердечник имеет идеальную прямоугольную петлю гистерезиса (см. рис. 1.7, б), намагничен до состояния  и перемагничивается оди

ночным проводником с током (рис. 1.7, в). Известно, что одиночный проводник создает круговое магнитное поле напряженностью Н = I /, величина которого зависит от радиуса r. Перемагничивание сердечника начнется лишь тогда, когда по мере увеличения тока напряженность достигнет значения коэрцитивной силы  на внутреннем радиусе сердечника r1 и при идеальной петле гистерезиса вначале начнут перемагничиваться в состояние  внутренние заштрихованные слои. И только тогда, когда напряженность достигнет значения  в наружном слое, весь объем сердечника переходит в состояние  и перемагничивание заканчивается, а петля гистерезиса будет иметь вид, показанный на рис. 1.7, г. При этом напряженности ,  и токи начала и окончания перемагничивания  и  будут связанны с геометрическими размерами сердечника соотношением:

Чтобы петля гистерезиса приближалась к форме петли гистерезиса материала, отношение  должно быть возможно ближе к единице.