什么是Hysteresis Loop?

材料的每一个分子都是一个具有北极和南极的磁铁。所有分子都必须在同一方向上排列，以获得最大的通量密度。一旦所有分子都对齐，磁通密度达到最大值，导致磁芯饱和。

磁芯的磁化滞后于 H（磁化力）值是由分子搅拌引起的。也就是说，每个分子都倾向于在外场的方向上排列自己，然后，当流过线圈的电流方向相反时，它必须在相反的方向上排列自己。如果 H 的极性缓慢反转，则使用的能量非常少。如果 H 的极性迅速反转，则核心中的分子相互碰撞会产生大量热量，从而导致高能量损失，称为磁滞损失。铁磁材料的典型磁滞曲线如图 1所示。

图 1. 

铁磁材料的典型磁滞曲线。

磁芯完全退磁后，通电。磁化力 (H) 从原点 (0) 增加到点 a，在该点磁芯材料在 +16,000 G 下饱和。当磁化力减小到 0 时，磁芯材料不会以相同的速率退磁。在施加 0 Oe 磁化力的 b 点，磁通密度仍约为 +12,000 G。此时，通过线圈的电流反向，使磁芯沿相反方向磁化。在 c 点达到 4 Oe 的磁化力之前，磁芯不会完全退磁。随着从 c 点到 d 点的负方向磁化过程继续，磁芯的极性反转并在 -16,000 G 的磁化力下完全饱和。当磁化力减小到 0 时，磁芯材料仍然具有 -在 e 点为 12,000 G。

保持性是磁芯材料在去除磁力后保持其磁性的能力。保持力在硬钢中最突出，在软铁中最不突出。磁化力降低到0时的剩磁值取决于磁芯材料的类型。具有最大保持力的磁芯材料，因此磁滞曲线包围的面积最大，具有最大的能量损失。具有更大磁滞曲线面积的材料通常具有更大的磁保持性。例如，退火钢的磁保持率约为硬钢的一半（见图 2）。

图 2.

退火钢 (b) 的磁保持率约为硬钢 (a) 的一半

由镁、锰或铁组成的磁性物质具有矩形磁滞曲线。参见图 3。随着磁化力沿正方向逐渐增加，B 几乎没有发生变化。在磁化力达到临界点 (a) 时，磁芯饱和。随着磁化力的降低，磁芯在正方向上保持饱和，直到达到临界点 (b)，导致磁芯在负方向上饱和。然后重复这个循环。

图 3.

由镁、锰或铁组成的磁性物质具有矩形磁滞曲线。图片由

Britannica 提供

笔记

由于材料总是在正向或负向饱和，因此它们在 1950 年代和 1960 年代制作了出色的设备来存储数字信息，尽管与现代技术相比，其存储密度很小。

磁阻是每立方厘米材料的磁阻。磁阻有时用于比较各种材料对空气的磁阻。例如，空气的磁阻是铁的 1800 倍。磁阻是磁导率的倒数，磁导率是传导磁力线的能力。磁阻越大，对磁力线的阻力就越大。

笔记

除了在螺线管、继电器和离合器中的应用外，电磁铁还用于提升重质量的磁性材料。虽然永磁体具有磁性保持（硬）线圈材料，但电磁体具有非磁性保持（软）线圈材料，仅当电流流过线圈时才表现出磁性。通过使用直流电源和开关控制电流，电磁体可以打开和关闭，并用于将重磁性材料（例如钢）从一个位置移动到另一个位置。

磁导率是磁芯材料允许磁力线通过的特性。磁导与电路中的电导相比较，是磁阻的倒数。通过应用以下公式计算渗透率：

\[{{P}_{m}}=\frac{1}{{{R}_{m}}}\]

在哪里

P m = 物质永久性。磁导率的 SI 单位是亨利 (H)，即韦伯每安培匝。

R m = 每韦伯安培匝数的材料磁阻