Ферромагнетики — железо, никель, кобальт, гадолиний и их разные сплавы — в магнитном поле намагничиваются. Стер­жень из ферромагнитного материала, помещенный в магнитное поле, к примеру в поле катушки, обтекаемой током, обнаруживает сильные магнитные характеристики. На конце стержня, из которого магнитный поток выходит, появляется северный полюс N,а на обратном его конце — южный полюс S (рис. 1). Намагниченный стержень, удаленный из магнитного поля, в некой степени сохраняет магнитные характеристики. Это его оста­точное намагничение. Оно некординально у мягенького же­леза, но очень выражено у жестких ферромагнитных сплавов. Сравнительно большим является остаточный магнетизм у магнитожестких материалов, используемых для производства неизменных магнитов: к примеру у кобальтовой стали, спла­ва магнико  и др.

Теория ферромагнетизма очень сложна, но для главных электротехнических расчетов она не употребляется. Можно только упомянуть, что ферромагнитное тело снутри распадается на об­ласти самопроизвольной намагниченности — ферромагнитные домены, нечто схожее микроскопичным неизменным маг­нитам. Эти области относительно значительны и содержат целые груп­пы атомов. При определенных критериях домены на поверхности ферромагнетика можно следить под микроскопом. Магнитные силы меж 2-мя примыкающими доменами владеют взаимно размагничивающим действием, т. е. стремятся установить доме­ны в обратном направле­нии («антипараллельно»). В ре­зультате магнитные поля доме­нов взаимно компенсируются.

Под воздействием наружного магнитного поля поворачивается магнитная ось в доменах и сме­щаются границы меж ними. Последнее является соответствующим различием доменов от воображае­мых простых магнетиков. Ориентирование доменов по на­правлению поля делает магнит­ные полюса на соответственных поверхностях тела. Силы внеш­него магнитного поля должны преодолевать противодействие внутренних сил в веществе, стремящихся удержать домены в пер­воначальном положении. Потому, чем посильнее магнитное поле, т. е чем больше его напряженность, тем больше намагничивается ферромагнетик. В конце концов, при значимой напряженности внеш­него поля все домены ориентируются по направлению наружного поля. Это состояние называется магнитным насыщением ферромагнетика.

Изменение положения и границ доменов связано со смеше­нием входящих в их атомов и вызывает изменение формы на­магничиваемого тела, что именуется м а г н и т о с т р и к ц и е й (от лат. слова «stricio» — натягивание). А именно, металлический и никелевый стержни удлиняются в направлении намагничива­ния. Это удлинение не достаточно, порядка не больше одной тысячной, но имеет существенное практическое значение. К примеру, оно вызывает гудение трансформаторов.

Для электротехнических расчетов принципиально, что отношение ин­дукции к напряженности, т. е. магнитная проницаемость m_афер­ромагнетиков очень велика и непостоянна. Большая магнитная проницаемость ферромагнетиков употребляется для того, чтоб усиливать магнитные поля в электронных машинах и аппара­тах. Непостоянство магнитной проницаемости значительно за­трудняет расчеты. Зависимость В от H у ферромагнетиков отно­сительно сложна и не может быть выражена какой-нибудь обычный формулой. По этой причине приходится воспользоваться графиче­ским изображением — кривой намагничивания (рис. 2). Нижняя ветвь таковой кривой соответствует ненасыщенному состоянию ферромагнетика, перегиб («колено») кривой — пере­ходу в насыщенное состояние. Вид кривой намагничивания опре­деляется качествами данного магнитного материала.

Ферромагнитные сердечники электронных машин и аппара­тов рассчитываются так, чтоб в рабочем состоянии устройства магнитная индукция соответствовала определенной части кри­вой намагничивания материала сердечника.

В измерительных устройствах, устройствах регулирования и авто­матической защиты необходимо, чтоб магнитная индукция изменя­лась пропорционально намагничивающему току. Это условие бу­дет выполнено, если при работе прибора магнитная индукция будет изменяться в границах ненасыщенной части кривой намаг­ничивания.

Для может быть наилучшего использования электротехнических материалов, чтоб получить минимум издержки материалов на единицу мощности, целенаправлено выбирать индукцию, пример­но подобающую колену кривой намагничивания.

Если необходимо, чтоб при колебаниях намагничивающего тока магнитный поток, им возбуждаемый, не достаточно изменялся (к примеру, в генераторах неизменного тока), то магнитная индукция должна соответствовать насыщенной ветки кривой намагничивания.

Вышеприведенная кривая намагничивания есть первоначаль­ная кривая намагничивания, т. е. кривая, которую можно полу­чить только, если взять стопроцентно размагниченный эталон мате­риала и равномерно наращивать, начиная от нуля, намагничива­ющий его ток.

В рабочих критериях магнитная индукция зависит не только лишь от напряженности магнитного поля, да и от предшествующего маг­нитного состояния тела. Процесс намагничивания отчасти ока­зывается необратимым — это явление гистерезиса (от греч. сло­ва, обозначающего запаздывание). Вследствие гистерезиса при понижении намагничивающего тока магнитная индукция миниатюризируется не по кривой пер­воначального намагничивания, а по кривой, расположенной выше (рис. 3), чем кривая начального намагничива­ния. При напряженности маг­нитного поля Н, равной нулю, когда намагничивающий ток выключен, в ферромагнетике сохранится некая остаточ­ная индукция В₀. Чтоб полно­стью размагнитить тело, необ­ходима напряженность поля оборотного направления Н_с, именуемая коэрцитивной си­лой. Чтоб возбудить такое размагничивающее поле, необходи­мо пропустить по намагничивающей катушке ток оборотного на­правления. Если далее наращивать напряженность магнитного поля оборотного направления, то возникнет магнитная индук­ция оборотного направления. Увеличив ток, ее можно довести до условия насыщения, которому будет соответствовать значе­ние магнитной индукции В_m. Если сейчас уменьшать намагни­чивающий ток, то магнитная индукция будет уменьшаться по кривой, лежащей ниже оси абсцисс, но таковой же по форме, как кривая убывания индукции при положительном направле­нии поля. При уменьшении до нуля намагничивающего тока в ферромагнетике сохранится остаточная индукция оборотного направления — В₀. Если потом снова включить ток в первоначаль­ном направлении и равномерно наращивать его до значения, соответственного насыщению ферромагнетика, то получится замкнутая кривая, изображающая зависимость индукции от напряженности поля при повторяющемся перемагничивании. Эта кривая именуется петлей гистерезиса. В критериях тако­го повторяющегося перемагничивания работают якоря машин по­стоянного тока и сердечники машин и аппаратов переменного тока.

Площадь петли гистерезиса пропорциональна энергозатрате на один цикл перемагничивания единицы объема ферромагнети­ка. Если магнитная индукция В измерена в вб/см²=в  х сек/см², а напряженность магнитного поля Н — в а/см, то площадь петли гистерезиса будет измеряться в в х а х сек/см³=дж/см³.

Для циклически перемагничиваемых сердечников, чтоб уменьшить утраты в их от гистерезиса, лучше использовать ферромагнитные материалы с очень узенькой петлей гистерезиса, к примеру электротехническую листовую сталь.

Для неизменных магнитов нужен материал с большенными коэр­цитивной силой и остаточным намагничиванием. У таких м а г н и то ж ест к их материалов петля гистерезиса имеет боль­шую площадь, но неизменные магниты повторяющемуся перемагничиванию не подвергаются.

Читайте также: Выплаты, доплаты и пособия инвалидам 1 группы в Московской области 2019-2020 году