Độ trễ là gì?

Trong lõi của bất kỳ nam châm điện nào, sau khi ngắt dòng điện, một phần của tính chất từ ​​tính, được gọi là từ tính dư, luôn được bảo toàn. Độ lớn của từ dư phụ thuộc vào tính chất của vật liệu lõi và đạt giá trị cao hơn đối với thép cứng và ít hơn đối với sắt nhẹ.

Tuy nhiên, cho dù sắt mềm đến đâu, từ tính dư vẫn sẽ có một số ảnh hưởng nếu theo điều kiện hoạt động của thiết bị, cần phải từ hóa lõi của nó, nghĩa là khử từ về 0 và từ hóa theo hướng ngược lại.

Trên thực tế, với mỗi lần thay đổi hướng của dòng điện trong cuộn dây của nam châm điện, trước tiên cần phải (do sự hiện diện của từ tính dư trong lõi) để khử từ lõi, và chỉ sau đó nó mới có thể được từ hóa theo cách mới. phương hướng. Điều này sẽ yêu cầu một số từ thông theo hướng ngược lại.

Nói cách khác, sự thay đổi từ hóa của lõi (cảm ứng từ) luôn trễ hơn những thay đổi tương ứng của từ thông (Cường độ từ trường), do cuộn dây tạo ra.

Độ trễ của cảm ứng từ so với cường độ của từ trường được gọi là hiện tượng trễ... Với mỗi lần từ hóa mới của lõi, để phá hủy từ tính còn lại của nó, cần tác động lên lõi một từ thông ngược chiều phương hướng.

Trong thực tế, điều này có nghĩa là tiêu tốn một phần năng lượng điện để thắng lực cưỡng bức, vốn gây khó khăn cho việc xoay các nam châm phân tử sang vị trí mới. Năng lượng tiêu tốn cho việc này được giải phóng trong bàn ủi ở dạng nhiệt và thể hiện tổn thất đảo ngược từ hóa hay còn được gọi là tổn thất từ ​​trễ.

Căn cứ vào điều trên, sắt chịu từ hóa ngược chiều liên tục trong một thiết bị nhất định (lõi phần ứng của máy phát điện và động cơ điện, lõi máy biến áp) phải luôn được chọn loại mềm, có lực kháng từ rất nhỏ. Điều này giúp giảm tổn thất do hiện tượng trễ và do đó làm tăng hiệu suất của máy hoặc thiết bị điện.

Vòng lặp trễ

Vòng trễ - một đường cong mô tả quá trình phụ thuộc của từ hóa vào cường độ của trường bên ngoài. Diện tích của vòng lặp càng lớn, bạn càng phải thực hiện nhiều công việc hơn để đảo ngược từ hóa.

Chúng ta hãy tưởng tượng một nam châm điện đơn giản với lõi sắt. Hãy chạy nó qua một chu kỳ từ hóa đầy đủ, trong đó chúng ta sẽ thay đổi dòng từ hóa từ 0 thành giá trị Ω theo hướng hình nền.

Momen ban đầu: cường độ dòng điện bằng 0, thanh sắt không bị nhiễm từ, cảm ứng từ B = 0.

Phần thứ nhất: từ hóa bằng cách thay đổi dòng điện từ 0 thành giá trị — + Ω.Cảm ứng trong lõi sắt ban đầu sẽ tăng nhanh, sau đó tăng chậm hơn. Khi kết thúc thao tác, tại điểm A, bàn là đã bão hòa các đường sức từ nên việc tăng thêm dòng điện (trên + OM) có thể cho kết quả không đáng kể nhất, do đó, thao tác từ hóa có thể được coi là hoàn thành.

Từ hóa đến bão hòa có nghĩa là các nam châm phân tử trong lõi, khi bắt đầu quá trình từ hóa ở trạng thái hoàn chỉnh và sau đó chỉ ở trạng thái hỗn loạn một phần, giờ đây hầu như tất cả đều được sắp xếp thành hàng có trật tự, cực bắc ở một bên, cực nam ở bên khác.tại sao bây giờ chúng ta có cực bắc ở một đầu của lõi và nam ở đầu kia.

Phần 2: suy yếu từ tính do dòng điện giảm từ +OM xuống 0 và khử từ hoàn toàn ở dòng điện — OD. Cảm ứng từ thay đổi dọc theo đường cong AC sẽ đạt đến giá trị OC, trong khi dòng điện sẽ bằng không. Cảm ứng từ này được gọi là từ dư hoặc cảm ứng từ dư. Do đó, để phá hủy hoàn toàn quá trình khử từ, cần phải cung cấp một dòng điện ngược cho nam châm điện và đưa nó về một giá trị tương ứng với tọa độ OD trong bản vẽ.

Phần thứ 3: đảo ngược từ hóa bằng cách thay đổi dòng điện từ — OD thành — OM1. Cảm ứng từ tăng dọc theo đường cong DE sẽ đến điểm E tương ứng với thời điểm bão hòa.

Phần thứ 4: làm suy yếu từ tính bằng cách giảm dần dòng điện từ — OM1, về 0 (từ tính dư OF) và khử từ tiếp theo bằng cách thay đổi hướng của dòng điện và đưa nó về giá trị + OH.

Phần thứ năm: từ hóa tương ứng với quá trình của phần đầu tiên, đưa cảm ứng từ từ 0 đến +MA bằng cách thay đổi dòng điện từ +OH thành +OM.

NSKhi dòng khử từ giảm xuống 0, không phải tất cả các nam châm cơ bản hoặc phân tử đều trở lại trạng thái mất trật tự trước đó, nhưng một số trong số chúng vẫn giữ nguyên vị trí tương ứng với hướng từ hóa cuối cùng. Hiện tượng trì hoãn hoặc duy trì từ tính này được gọi là hiện tượng trễ.