## [Perte par Hystérésis](/fr/node/64572) Définition Énergie convertie en chaleur à l'intérieur d'un matériau magnétique soumis à une aimantation cyclique, résultant des processus irréversibles qui font que l'induction magnétique B accuse un retard (hystérésis) par rapport au champ magnétique appliqué H ; quantitativement proportionnelle à l'aire de la boucle B–H par cycle et au volume magnétique. ## Principe Principe L'énergie dissipée par cycle est égale à l'aire de la boucle B–H multipliée par le volume du matériau ; la puissance moyenne dissipée varie donc avec l'aire de la boucle et la fréquence (Pperte ∝ aire(B–H) × f × volume). L'aire de la boucle augmente avec la coercivité, l'hystérésis des parois de domaine et les piégeages microstructuraux. ## Démonstration Démonstration Scénario Illustratif — Situation : Un noyau de transformateur en acier électrique est soumis à un flux alternatif à 50 Hz. Reconnaissance : Les mesures de B et H sur un cycle donnent une boucle d'hystérésis fermée d'aire non nulle. Action : Remplacer le noyau par un acier-silicium à faible coercitivité (aire de boucle plus petite). Conséquence : Le chauffage du noyau et l'énergie perdue par cycle diminuent proportionnellement à la réduction de l'aire de la boucle, abaissant la température d'équilibre et améliorant l'efficacité. ## Mauvaise application Mauvaise application Confondre perte par hystérésis et perte par courants de Foucault. Pourquoi plausible : les deux provoquent un échauffement des noyaux magnétiques et augmentent avec la fréquence. Erreur sémantique : la perte par hystérésis provient du retard des domaines magnétiques et est proportionnelle à l'aire de la boucle ; la perte par courants de Foucault provient des courants induits dans le matériau conducteur et dépend de la conductivité, de l'épaisseur et du carré de la fréquence — ce sont des mécanismes distincts et additifs. ## Conséquence Conséquence Échauffement du noyau, baisse du rendement, et variation des propriétés magnétiques avec la température ; une perte élevée peut exiger un refroidissement plus important ou une réduction de l'induction maximale pour éviter la saturation. Comme la perte dépend de la fréquence, l'augmentation de la fréquence accroît la charge thermique proportionnellement à la contribution d'hystérésis. ## Inversion Inversion À très haute fréquence ou dans des matériaux à coercitivité extrêmement faible (par ex. certains alliages amorphes ou nanocristallins), la composante d'hystérésis devient négligeable et d'autres mécanismes (courants de Foucault, effets retardés ou pertes de résonance) dominent ; inversement, dans les matériaux magnétiques durs conçus pour une forte rémanence, l'hystérésis est importante mais recherchée. ## Limite Limite Clairement dans : un noyau de transformateur en fer doux laminé soumis à des cycles à la fréquence secteur. Cas limite : un film ferromagnétique mince où la microstructure et les effets de taille modifient le comportement des domaines et l'interprétation de l'aire de la boucle. Clairement hors : un conducteur non magnétique (p. ex. cuivre) qui ne présente pas d'hystérésis magnétique bien qu'il puisse chauffer par courants de Foucault. ## Tension sémantique Tension sémantique La minimisation des pertes par hystérésis (choix de matériaux magnétiques doux) entre souvent en conflit avec l'exigence d'une forte rémanence ou coercitivité (nécessaire pour aimants permanents) ; il faut arbitrer la perte dynamique contre les performances magnétiques. ## Synthèse Synthèse La perte par hystérésis provient des dynamiques de domaine et de l'aire de la boucle B–H ; la réduire implique de modifier le matériau ou sa microstructure et entraîne généralement des compromis sur d'autres propriétés magnétiques, plutôt qu'une simple optimisation géométrique.