Co to jest magnetyzacja

Namagnesowanie to termin używany do opisania pola magnetycznego, które powstaje w substancji w wyniku jej polaryzacji. Pole to powstaje pod wpływem przyłożonego zewnętrznego pola magnetycznego i jest wyjaśnione dwoma efektami. Pierwszy z nich polega na polaryzacji atomów lub cząsteczek, nazywany jest efektem Lenza. Drugi to wpływ polaryzacji na uporządkowanie orientacji magnetonów (jednostka elementarnego momentu magnetycznego).

Namagnesowanie charakteryzuje się następującymi właściwościami:

1. W przypadku braku zewnętrznego pola magnetycznego lub innej siły porządkującej orientację magnetonów, namagnesowanie substancji wynosi zero.

2. W obecności zewnętrznego pola magnetycznego namagnesowanie zależy od siły tego pola.

3. Dla substancji diamagnetycznych namagnesowanie ma wartość ujemną, dla innych substancji jest dodatnie.

4. W substancjach diamagnetycznych i paramagnetycznych namagnesowanie jest proporcjonalne do przyłożonej siły magnesującej.

5. W przypadku innych substancji namagnesowanie jest funkcją przyłożonej siły działającej w zgodzie z lokalnymi siłami porządkującymi orientację magnetonów.

Namagnesowanie substancji ferromagnetycznej jest złożoną funkcją, którą najdokładniej można opisać za pomocą pętle histerezy.

6. Namagnesowanie dowolnej substancji można przedstawić jako wielkość momentu magnetycznego na jednostkę objętości.

Zjawisko histerezy magnetycznej przedstawiono graficznie w postaci krzywej, która przedstawia zależność między siłą przyłożonego zewnętrznego pola magnetycznego H a wypadkową indukcją magnetyczną B.

W przypadku substancji jednorodnych krzywe te są zawsze symetryczne względem środka wykresu, chociaż różnią się znacznie kształtem dla różnych substancji. substancje ferromagnetyczne… Każda specyficzna krzywa odzwierciedla wszystkie możliwe stabilne stany, w których magnetony danej substancji mogą znajdować się w obecności lub przy braku przyłożonego zewnętrznego pola magnetycznego.

Pętla histerezy

Namagnesowanie substancji zależy od historii ich namagnesowania: 1 — namagnesowanie szczątkowe; 2 — siła przymusu; 3 — przemieszczenie punktu pracy.

Powyższy rysunek pokazuje różne charakterystyki pętli histerezy, które są zdefiniowane w następujący sposób.

Trwałość wyraża się siłą magnetyczną potrzebną do przywrócenia domen do początkowych warunków zerowej równowagi po zakłóceniu tej równowagi przez przyłożone z zewnątrz pole nasycające. Charakterystykę tę wyznacza punkt przecięcia pętli histerezy osi B (co odpowiada wartości H = 0).

Siła przymusu Resztkowe natężenie pola zewnętrznego w substancji występuje po usunięciu przyłożonego zewnętrznego pola magnetycznego. Charakterystykę tę wyznacza punkt przecięcia pętli histerezy wzdłuż osi H (co odpowiada wartości H = 0).Indukcja nasycenia odpowiada maksymalnej wartości indukcji B, jaka może wystąpić w danej substancji, niezależnie od siły magnesującej H.

W rzeczywistości strumień nadal rośnie poza punkt nasycenia, ale dla większości zastosowań jego wzrost nie jest już znaczący. Ponieważ w tym obszarze namagnesowanie substancji nie prowadzi do wzrostu powstałego pola, przenikalność magnetyczna spada do bardzo małych wartości.

Różniczkowa przenikalność magnetyczna wyraża nachylenie krzywej w każdym punkcie pętli histerezy. Kontur pętli histerezy pokazuje naturę zmiany gęstości strumienia magnetycznego w substancji przy cyklicznej zmianie zewnętrznego pola magnetycznego przyłożonego do tej substancji.

Jeżeli przyłożone pole zapewnia uzyskanie stanów nasycenia gęstością strumienia zarówno dodatniego, jak i ujemnego, to otrzymana krzywa jest wywoływana główna pętla histerezy… Jeśli gęstość strumienia nie osiąga dwóch skrajności, nazywa się krzywą pomocniczy obwód histerezy.

Kształt tego ostatniego zależy zarówno od natężenia cyklicznego pola zewnętrznego, jak i od konkretnego położenia pętli pomocniczej względem głównej. Jeżeli środek pętli pomocniczej nie pokrywa się ze środkiem pętli głównej, wówczas odpowiednią różnicę sił magnesujących wyraża się wielkością zwaną przesunięcie magnetyczne punktu pracy.

Powrót przenikalności magnetycznej Jest wartością nachylenia pętli pomocniczej w pobliżu punktu pracy.

Efekt Barhausena składa się z szeregu małych „skoków” namagnesowania wynikających z ciągłej zmiany siły magnesowania.Zjawisko to obserwuje się tylko w środkowej części pętli histerezy.

Zobacz też: Co to jest diamagnetyzm