II. РАБОТА ПЕРЕМАГНИЧИВАНИЯ ФЕРРОМАГНЕТИКА

Намагничивание ферромагнетика не является однозначной функцией напряжённости намагничивающего поля. Явление гистерезиса показывает, что намагничивание при данном значении зависит от того, каким путём это значение было достигнуто. Рассмотрим состояние магнетика, характеризующееся, точкой на рисунке 7, на котором дана петля гистерезиса.

Предположим, что магнетик перемагничивается соответственно обходу петли гистерезиса и вновь приводится в состояние . Элементарная работа , идущая на образование энергии магнитного поля контура, при увеличении потока индукции через контур на величину , за счёт увеличения силы тока, равна:

, (6)

где - сила тока в контуре.

Допустим, что рассматриваемый магнетик служит сердечником длинного соленоида. Пусть соленоид имеет всего витков и площадь поперечного сечения витков (и сердечника) равна . Тогда пол­ный поток индукции через витков соленоида равен:

, (7)

где - индукция магнитного поля в сердечнике соленоида.

Сила тока в обмотке соленоида, связана с напряжённостью вызываемого им магнитного поля соотношением

, (8)

где - длина соленоида. Следовательно, учитывая формулы (7) и (8) получаем, что элементарная работа, связанная и изменением потока индукции, равна:

.

Так как представляет собой объём магнетика, то работа , приходящаяся на единицу объёма сердечника, равна:

,

т.е. пропорциональна, приращению вектора индукции. На рис. 7 видно, что произведение для некоторого участка кривой гистерезиса выражается площадью полоски , так как этому участку соответствует приращение вектора индукции .

Рассматриваемому значению при намагничивании соответствует работа, пропорциональная площади полоски . Полный цикл перемагничивания может быть представлен как сумма таких участков: следовательно, полная работа перемагничивания единицы объёма сердечника соленоида, пропорциональна площади петли кривой гистерезиса:

. (9)

Эта работа совершается против коэрцитивных сил и, в конечном счёте, превращается в тепло. Поэтому ферромагнетик нагревается тем больше, чем сильнее выражен гистерезис.