Что такое гистерезис

Любой электромагнит, если выключить подаваемый на него ток, сохраняет какую-то часть магнитных свойств. Это явление называется остаточным магнетизмом. Величина этого магнетизма определяется свойствами материала, из которого изготовлен сердечник. У закалённой стали эта величина больше, а у мягкого железа – меньше.

Но даже при самом мягком железе остаточный магнетизм всё же имеет место быть и может оказывать влияние на работу прибора, если требуется перемагничивать его сердечник – размагничивать до нуля и вновь намагничивать, но в противоположном направлении.
Поскольку в сердечнике присутствует остаточный магнетизм, при всякой перемене направления движения тока по обмотке электромагнита приходится предварительно размагничивать сердечник, и только потом появляется возможность намагничивания его в противоположном направлении. Соответственно необходим магнитный поток встречного направления.

Можно сказать и так, что изменение магнитной индукции (намагничивания сердечника) всегда отстаёт от изменения напряженности того магнитного поля (магнитного потока), которое создаёт обмотка. Именно это отставание магнитной индукции от меняющейся напряжённости магнитного поля называется гистерезисом. Во время каждого нового намагничивании сердечника электромагнита на него приходится воздействовать магнитным потоком, имеющим противоположное направление.

На практике это означает, что какая-то часть электрической энергии должна быть затрачена для того, чтобы преодолеть коэрцитивную силу, затрудняющую поворачивание магнитиков на молекулярном уровне в другое положение. Затрата этой энергии приводит к выделению в железе тепла и может быть названа потерями перемагничивания сердечника, или потерями на гистерезис.

На основании изложенного, железо, которое в различных приборах (сердечники трансформаторов, материал якорей электродвигателей и электрогенераторов) подвергается непрерывному перемагничиванию, всегда должно использоваться только мягкое, обладающее минимальной коэрцитивной силой. Благодаря этому становится возможным снизить потери на гистерезис, вследствие чего возрастет коэффициент полезного действия прибора или электрической машины.

Петля гистерезиса – это кривая, показывающая изменение намагничивания с изменением напряжённости внешнего поля. Если площадь петли велика, на перемагничивание потребуется затратить большую работу.