Що таке петля гістерезису і як вона пов’язана з намагнічуванням і перемагнічуванням
В осерді будь-якого електромагніту після виключення струму завжди зберігається частина магнітних властивостей, звана залишковим магнетизмом. Величина залишкового магнетизму залежить від властивостей матеріалу сердечника і досягає більшого значення у загартованої сталі та меншого у м`якого заліза.
Однак, як би не було м`яким залізо, залишковий магнетизм все ж буде надавати певний вплив в тому випадку, якщо за умовами роботи приладу необхідно перемагнічувати його сердечника. Тобто при розмагнічуванні до нуля і намагнічуванні в протилежному напрямку.
Дійсно, при кожній зміні напрямку струму в обмотці електромагніту необхідно (завдяки наявності в осерді залишкового магнетизму) спочатку розмагнітити сердечник, і тільки після цього він може бути намагнічений в новому напрямку. Для цього буде потрібно якийсь магнітний потік протилежного напрямку.
Інакше кажучи, зміна намагнічування сердечника (магнітна індукція) завжди відстає від відповідних змін магнітного потоку (напруженості магнітного поля), створюваного обмоткою.
Це відставання магнітної індукції від напруженості магнітного поля носить назву гістерезис (в перекладі з грецького означає «відставання»). При кожному новому намагнічуванні сердечника для знищення його залишкового магнетизму доводиться діяти на сердечник магнітним потоком протилежного напрямку.
Практично це буде означати витрату якоїсь частини електричної енергії на подолання коерцитивної сили, що утрудняє поворот молекулярних магнітиків в нове положення. Витрачена на це енергія виділяється в залізі у вигляді тепла і представляє втрати на перемагнічування, або, як кажуть, втрати на гістерезис.
Виходячи зі сказаного, залізо, схильне в тому чи іншому приладі з безперервним перемагнічуванням (сердечники якорів генераторів і електродвигунів, сердечники трансформаторів), потрібно вибиратися завжди м`яке, з дуже невеликою коерцитивної силою. Це дає можливість зменшити втрати на гістерезис і тим самим підвищити коефіцієнт корисної дії електричної машини або приладу.
Петля гістерезису – це крива, що зображує даний хід залежності намагнічування від напруженості зовнішнього поля. Чим більше площа петлі гістерезису, тим більшу роботу на перемагнічування треба затратити і тим нижчий у електричної машини буде ККД.