Вещества, имеющие высокое значение магнитной восприимчивости, называют ферромагнитными, или магнитными.

К ним относятся железо (Fe), кобальт (Со), никель (Ni), редкоземельные элементы: гадолиний (Gd), диспрозий (Dy) и др., а также сплавы на базе этих элементов.

Зависимость магнитной индукции в веществе (материале) от напряженности внешнего магнитного поля В(Н) носит нелинейный характер: по мере увеличения Н индукция В сначала возрастает резко, а затем, приближаясь к области насыщения, процесс намагничивания материала замедляется и прекращается, когда резервы ферромагнетика оказываются исчерпанными.

Если элемент магнитной цепи, например цилиндр из ферромагнитного материала, поместить в однородное магнитное поле, он намагнитится. Если после намагничивания до состояния насыщения внешнее поле убрать (уменьшить до нуля), то цилиндр явится источником магнитного поля за счет намагниченности материала — остаточной намагниченности. Чтобы разрушить эту остаточную намагниченность, нужно создать внешнее поле, направленное противоположно полю, создаваемому цилиндром, для преодоления задерживающей, так называемой коэрцитивной силы Н_с, которая стремится сохранить созданную микротоками намагниченность.

ЗАПОМНИТЕ

В зависимости от значения коэрцитивной силы Н_с все магнитные материалы принято делить на магнитомягкие и магнитотвердые. Магнитомягкие материалы имеют малую коэрцитивную силу (круто поднимающаяся основная кривая намагничивания и относительно малая площадь петли гистерезиса) (рис. 20).

К этой группе относят электротехническую сталь, технически чистое железо, сплавы железа и никеля (пермаллои) и т. д. Они размагничиваются даже в магнитном поле Земли. На рис. 21 приведено семейство кривых намагничивания технически чистого железа 1, электротехнической стали 2 и пермаллоя 3. Применяют эти материалы в электротехнических устройствах: трансформаторах, электрических машинах, электрических аппаратах и т. д.

Магнитотвердые материалы также изготовляют из сплавов на основе железа, кобальта, никеля, но по специальной технологии. Они отличаются большой коэрцитивной силой Н_с и имеют широкую петлю гистерезиса. Будучи намагниченными, они сохраняют намагниченность и после снятия намагничивающего поля. Из таких материалов изготовляют постоянные магниты, которые используют в качестве источников магнитного поля в магнитных системах различных электротехнических устройств.

На рис. 19, б представлена реальная картина магнитного поля, создаваемая намагничивающей обмоткой с током в неразветвленной неоднородной магнитной цепи. Здесь наблюдается наличие рассеяния магнитного потока и «выпучивания» магнитных линий поля в область воздушного зазора. Для упрощения расчета рассматривается идеализированная магнитная цепь (рис. 19, а, б), в которой предполагается, что материал магнитопровода не насыщен, отсутствует рассеяние магнитного потока ( ), а весь магнитный поток Ф, созданный обмоткой с током, замыкается по магнитопроводу и воздушному зазору и является равномерным, т. е. В_в = В_м = В и S_в = S_м = S и, следовательно, в любой точке магнитная индукция неизменна. Кроме того, если магнитопровод выполнен из магнитомягкого материала, то явлением гистерезиса можно пренебречь и пользоваться основной кривой намагничивания (см. рис. 20).