Die Wirbelstromverluste im Massekern

Zusammenfassung

Durch die Einführung des Hochfrequenzeisens hat sich der Umfang des Gebiets der Nachrichtentechnik, auf dem magnetische Werkstoffe verwendet werden, in letzter Zeit stark erweitert. Die magnetischen Werkstoffe lassen sich bei hohen Frequenzen deshalb nur schwer ausnutzen, weil die bei ihrer Verwendung zusätzlich auftretenden Verluste zum Teil mit der Frequenz stark anwachsen. Man unterscheidet drei Arten von Verlusten, und zwar Hystereseverluste, Wirbelstromverluste und Nachwirkungsverluste. Die Hystereseverluste haben ihre Ursache darin, daß die Magnetisierung selbst bei sehr kleinen Feldstärken dem Feld nicht reversibel folgt. Sie sind durch die von der Magnetisierungskurve umschriebene Fläche gegeben und steigen daher linear mit der Frequenz an. Die Untersuchungen Lord Rayleighs¹) haben ergeben, daß bei Feldstärken, die wesentlich unterhalb der Koerzitivkraft liegen, die Magnetisierungskurve durch zwei zusammengesetzte Parabelbögen dargestellt werden kann, und daß die Remanenz quadratisch mit dem Scheitelwert der Feldstärke ansteigt. Die Fläche der Magnetisierungsschleife und damit die Hystereseverluste steigen daher mit der dritten Potenz der Feldstärke. Die Wirbelstromverluste haben ihre Ursache in der stets vorhandenen Leitfähigkeit des magnetischen Werkstoffs. Sie können sowohl ohmscher wie auch kapazitiver Natur sein; im allgemeinen steigen sie, wie sich später zeigen wird, entweder mit dem Quadrat oder der dritten Potenz der Frequenz und mit dem Quadrat der Feldstärke an. Trennt man die gemessenen Eisenverluste nach ihrer Frequenz- und Feldstärkeabhängigkeit auf, so findet man nach H. Jordan²) außer dem Hysterese- und dem Wirbelstromverlust noch eine dritte Verlustart, die von ihm als „Nachwirkungsverlust“ bezeichnet worden ist. Der Nachwirkungsverlust steigt ebenso wie der Hystereseverlust linear mit der Frequenz an, mit der Feldstärke jedoch nur quadratisch. Er rührt wahrscheinlich daher, daß die Magnetisierung einer Änderung der Feldstärke nicht trägheitslos folgt³).