
【電】 hystereis loss; magnetic hysteresis loss
磁滞損失(Hysteresis Loss)是電磁學中描述鐵磁性材料在交變磁場作用下因磁滞現象導緻的能量損耗現象。其核心機制源于材料内部磁疇壁運動時克服阻力所做的功,這部分能量最終以熱能形式耗散。
從物理過程分析,當外部磁場周期性變化時,材料的磁化強度(B)與磁場強度(H)形成閉合的磁滞回線。回線包圍的面積直接表征單位體積材料在一個磁化周期内消耗的能量,其數學表達式為: $$ W_h = oint H , dB $$ 該積分結果與材料特性密切相關的經驗公式可表示為: $$ P_h = k_h f B_m^n $$ 式中$k_h$為磁滞系數,$f$為頻率,$B_m$為最大磁通密度,指數$n$取值1.6-2.5(根據Steinmetz經驗公式)。
主要影響因素包括:
該現象在電力變壓器鐵芯設計(IEEE Std C57.12.00)和永磁電機優化(IEC 60034-30-1)等工程領域具有重要指導意義。實際應用中常通過選擇低矯頑力材料、控制工作磁通密度等手段進行損耗控制。
磁滞損失(hysteresis loss)是磁性材料在交變磁場中因反複磁化而産生的能量損耗,主要表現為磁能轉化為熱能。以下是詳細解釋:
磁滞損失源于鐵磁材料(如矽鋼、鐵氧體)在磁化和去磁過程中,磁疇壁移動受阻導緻的能量消耗。當外部磁場方向變化時,材料内部的磁疇需要不斷翻轉對齊磁場方向,這一過程中磁疇間的摩擦和材料内部缺陷(如夾雜物、晶體位向差異)會阻礙磁化,形成不可逆的磁滞現象。
磁滞損失是鐵損(鐵芯損耗)的一部分,鐵損還包括:
在電氣設備(如變壓器、電機)中,磁滞損失會導緻鐵芯發熱,降低效率。因此,工程中常通過以下方式減少損耗:
磁滞損耗功率可表示為: $$ Ph = k cdot f cdot B{text{max}}^n $$ 其中,$k$為材料常數,$f$為頻率,$B_{text{max}}$為最大磁感應強度,$n$為指數(矽鋼約1.6)。
如需進一步了解具體材料參數或應用案例,可參考矽鋼相關文獻或工程手冊。
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