Mi a mágnesezés
A mágnesezés egy olyan kifejezés, amelyet az anyagban a polarizáció miatt létrejövő mágneses mező leírására használnak. Ez a mező egy alkalmazott külső mágneses tér hatására jön létre, és két hatással magyarázható. Az első az atomok vagy molekulák polarizációjából áll, ezt Lenz-effektusnak nevezik. A második a polarizáció hatása a magnetonok orientációjának rendezésében (az elemi mágneses momentum egysége).
A mágnesezést a következő tulajdonságok jellemzik:
1. Külső mágneses tér vagy a magnetonok orientációját elrendelő egyéb erő hiányában az anyag mágnesezettsége nulla.
2. Külső mágneses tér jelenlétében a mágnesezettség ennek a mezőnek az erősségétől függ.
3. Diamágneses anyagoknál a mágnesezettség negatív értékű, más anyagoknál pozitív.
4. Diamágneses és paramágneses anyagokban a mágnesezettség arányos az alkalmazott mágnesező erővel.
5. Más anyagok esetében a mágnesezettség az alkalmazott erő függvénye, amely összhangban hat a magnetonok orientációját elrendelő helyi erőkkel.
A ferromágneses anyag mágnesezettsége egy összetett függvény, amely segítségével a legpontosabban leírható hiszterézis hurkok.
6. Bármely anyag mágnesezettsége ábrázolható az egységnyi térfogatra jutó mágneses momentum nagyságaként.
A mágneses hiszterézis jelenségét grafikusan egy görbe formájában ábrázoljuk, amely az alkalmazott külső H mágneses tér erőssége és a keletkező B mágneses indukció közötti kapcsolatot ábrázolja.
Homogén anyagok esetén ezek a görbék mindig szimmetrikusak a diagram középpontjára, bár alakjuk nagyon eltérő a különböző anyagoknál. ferromágneses anyagok… Minden egyes görbe tükrözi az összes lehetséges stabil állapotot, amelyben egy adott anyag magnetonjai az alkalmazott külső mágneses tér jelenlétében vagy hiányában lehetnek.
Hiszterézis hurok
Az anyagok mágnesezettsége a mágnesezésük történetétől függ: 1 — maradék mágnesezés; 2 — kényszerítő erő; 3 — a munkapont elmozdulása.
A fenti ábra a hiszterézis hurok különféle jellemzőit mutatja, amelyeket a következőképpen határozunk meg.
Kitartás Az a mágneses erő fejezi ki, amely ahhoz szükséges, hogy a doméneket visszaállítsák a nulla egyensúly kezdeti állapotába, miután ezt az egyensúlyt egy külsőleg alkalmazott telítési tér megzavarja. Ezt a karakterisztikát a B tengely hiszterézishurok metszéspontja határozza meg (amely a H = 0 értéknek felel meg).
Kényszerítő erő Az anyagban maradó külső térerősség az alkalmazott külső mágneses tér eltávolítása után értendő. Ezt a karakterisztikát a hiszterézis hurok H tengely menti metszéspontja határozza meg (ami a H = 0 értéknek felel meg).A telítési indukció a B indukció maximális értékének felel meg, amely egy adott anyagban létezhet, függetlenül a H mágnesező erőtől.
Valójában a fluxus tovább növekszik a telítési ponton túl, de a legtöbb esetben növekedése már nem jelentős. Mivel ebben a régióban az anyag mágnesezése nem vezet a keletkező tér növekedéséhez, mágneses permeabilitás nagyon kicsi értékekre csökken.
Differenciális mágneses permeabilitás kifejezi a görbe meredekségét a hiszterézis hurok minden pontjában. A hiszterézis hurok körvonala mutatja a mágneses fluxussűrűség változásának természetét egy anyagban az adott anyagra alkalmazott külső mágneses tér ciklikus változásával.
Ha az alkalmazott mező biztosítja mind a pozitív, mind a negatív fluxussűrűség telítettségi állapotok elérését, akkor a kapott görbét ún. fő hiszterézis hurok… Ha a fluxussűrűség nem éri el a két végletet, akkor a görbét hívjuk kiegészítő hiszterézis áramkör.
Ez utóbbi alakja a ciklikus külső mező intenzitásától és a segédhurok főhöz viszonyított helyétől is függ. Ha a segédhurok közepe nem esik egybe a főhurok középpontjával, akkor a mágnesező erők megfelelő különbségét az ún. a működési pont mágneses elmozdulása.
A mágneses permeabilitás visszatérése A segédhurok lejtésének értéke a működési pont közelében.
Barhausen-effektus a mágnesezési erő folyamatos változásából eredő kis "ugrások" sorozatából áll.Ez a jelenség csak a hiszterézishurok középső részén figyelhető meg.
Lásd még: Mi a diamágnesesség