Магнітний гістерезис є тенденція, що матеріали феромагнітний присутній для збереження намагніченості придбані ними шляхом застосування а магнітне поле зовнішній. Термін гістерезис - від Грецьке походження та означає "затримка".
Деякі матеріали можуть мати різні рівні гістерезису, тобто вони здатні підтримувати частину орієнтації магнітних доменів у їх внутрішній частині навіть після зовнішнього магнітного поля, яке зазвичай генерується від електричний струм що циркулює через соленоїд.
Дивисьтакож: Приклади, концепції, програми та історія магнетизму
Як працює магнітний гістерезис?
Робиться магнітний гістерезис управління напруженістю та напрямком магнітного поля що проходить крізь феромагнітний матеріал. Це зовнішнє магнітне поле, як правило позначається символом Н, змушує магнітні домени, які є мікроскопічними областями всередині матеріалу, вирівнювати магнітні диполі атомів із зовнішнім магнітним полем. Вирівнювання цих малих магнітних доменів утворює результуюче ненульове магнітне поле, індуковане всередині матеріалу.
Цикл магнітного гістерезису
Зверніть увагу на наступному малюнку взаємозв'язок між зовнішнім магнітним полем (горизонтальним), позначеним літерою H, і внутрішнім магнітним полем (вертикальний напрямок), позначеним літерою B, який індукується всередині феромагнітного матеріалу.
Від походження на графіку напруженість зовнішнього магнітного поля Н поступово збільшується. Таким чином, матеріал має все більше і більше вирівняних магнітних доменів, таким чином досягаючи максимального намагнічування в точка А - точка, в якій насиченістьдаєкрива намагніченості.
Після насичення внутрішнього магнітного поля зовнішнє магнітне поле поступово зменшується, однак крива намагніченості проходить через інший шлях, оскільки частина магнітних доменів залишається в тому ж напрямку, навіть коли зовнішнє поле H є нульовим, як видно з точка Б. Магнітне поле, яке залишається в матеріалі після припинення дії магнітного поля, називається залишкове поле.
Не зупиняйтесь зараз... Після реклами є ще щось;)
Між точки В і С, напрямок електричного струму, що проходить через соленоїд зворотний, отже, напрямок зовнішнього магнітного поля також зворотний. У міру збільшення поля Н у напрямку, протилежному напрямку початкового намагнічування, матеріал стає демагнітнішим.
THE розмагнічуванняповнаматеріалу відбувається лише в точці С - в цей момент можна виміряти, якою має бути напруженість зовнішнього магнітного поля, щоб матеріал втратив свою намагніченість, і це поле називається полепримусовий.
Від пункт D, якщо ми продовжуватимемо збільшувати напруженість зовнішнього поля, то матеріал знову намагнічиться, але його полюси будуть змінені по відношенню до точки А. При повторному опусканні зовнішнього поля матеріал зменшить своє внутрішнє магнітне поле до полезалишок біля точка Е. Однак це поле, що залишилось, матиме значення, протилежне тому, яке вимірюється в точці B.
Біля точка F матеріал знову розмагнічується, але якщо ми продовжимо збільшувати напруженість поля H, магнітні домени знову вирівняються, так що матеріал повернеться до стану насичення в точці А.
Важливо зазначити, що під час цикл гістерезису, частина енергії, яка передається зовнішнім магнітним полем, використовується для орієнтації магнітних доменів, а інша частина цієї енергії розсіяний у вигляді збільшення Термальна енергія, оскільки обертання магнітних диполів відбувається посеред тертя між молекулами. Ця розсіяна енергія, в свою чергу, є пропорційнийплоща утворені кривими циклу гістерезису - чим більша ця площа, тим більша кількість тепла втрачається в зовнішньому середовищі.
Дивисьтакож: Трансформатори - пристрої, що знижують або підвищують електричну напругу
Технологічне застосування магнітного гістерезису
Магнітний гістерезис використовується для записувати дані встрічки, карткимагнітнийабо на жорстких дисках, як ті, що використовуються для зберігання даних на більшості сучасних комп’ютерів.
Чим більше примусовість матеріалу, тим більше його стійкість до розмагнічування, тобто тим більшою повинна бути напруженість зовнішнього магнітного поля, щоб звести нанівець намагніченість матеріалу. Цілком примусові матеріали цікаві для додатківелектроніки, оскільки в цих додатках необхідно, щоб збережена інформація не була легко знищена під впливом зовнішнього магнітного поля.
Як зазначалося, матеріали, цикли гістерезису яких мають великі площі, розсіюють велику кількість тепла, отже можна використовувати для швидкого нагрівання, як це роблять залізні або сталеві сковороди при використанні в індукційних плитах приклад.
Для виробництва постійні магнітинаприклад, використовуються матеріали, здатні підтримувати свою намагніченість, тобто вони мають високу залишкову намагніченість. В виробництво магніти штучнийв свою чергу бажано, щоб матеріал легко намагнічувався, але щоб він не підтримував це намагнічування після припинення зовнішнього магнітного поля.
Відповідно до бажаного технологічного застосування можуть бути використані різні матеріали з різними циклами гістерезису. Деякі з них мають ближчі петлі, тоді як інші можуть мати більш виражені цикли у вертикальному напрямку, наприклад.
Автор: Рафаель Хеллерброк
Вчитель фізики
