ヒステリシスループ【磁化曲線】を簡単に説明

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電気
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鉄などの強磁性体を磁界中に置くと磁化されます。

加える磁界の強さ鉄心内部の磁束密度の関係を表した曲線を
ヒステリシスループまたはB-H曲線といいます。

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ヒステリシスループ

原点では磁化されていない鉄心内部の
磁束密度B(縦軸)はゼロです。(Hもゼロ)

加える磁界の強さH[A/m]を強くしていくとBは増加していきます。
さらにHを強くしていくと徐々にBの変化は
緩やかになり、ある点で変化しなくなります。このa点の状態を磁気飽和といいます。
このままHを増加させてもBは大きくなりません。

磁気飽和状態のa点から徐々に加える磁界Hを弱めていくと、もとの経路(o-a)を通らずに
a-bのような変化をします。与える磁界をゼロにしても磁束は完全にゼロにはならずに
鉄心には磁束密度Brがのこります。
このBrを残留磁気といいます。

この鉄心内部の磁束をゼロにするためにはさらに逆向きのHを与える必要があります。
残留磁気をゼロにするのに必要なHcを保磁力といいます。

さらに逆向きの磁界を増やしていくと-側でも磁気飽和の現象が起こります。

残留磁気(Br)が大きく保磁力(Hc)が小さいループ(ループの立ち上がりが早く細長いかたち)を描く材料は電磁石や変圧器のコアに向いています。
交流を流したときに残留磁気を打ち消すのに逆向きの電流が必要になりロスが大きくなるためです。

保磁力(Hc)が大きいもの(ループの横幅が大きい)は外部の磁力が弱くても磁力が残っていてほしい永久磁石にむいています。

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ヒステリシス損

ヒステリシス損はヒステリシスループの内側の面積に比例します。
鉄心内部の磁化の方向を変化させるために電気エネルギーが消費されて熱に変換されます。

ヒステリシスループの面積が小さい特性を持つ材料が電動機やトランスの鉄心材料に
利用されます。

ヒステリシスループの面積が小さいということは残留磁気と保磁力が小さいということになります。
鉄心材料の要素としては透磁率が高い、飽和磁束密度が高いといったポイントがあります。

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