Магнітний гістерезис - студопедія

Магнітний гістерезис - явище залежності вектора намагнічування і вектора магнітної індукції в речовині не тільки від прикладеного зовнішнього поля, а й від історії даного зразка. Магнітний гістерезис зазвичай проявляється в феромагнетиках - Fe, Co, Ni і сплавах на їх основі. Саме магнітним гістерезисом пояснюється існування постійних магнітів.

Теорія явища гістерезису враховує конкретну магнітну доменну структуру зразка та її зміни в ході намагнічування і перемагнічування. Ці зміни обумовлені зміщенням доменних меж і зростанням одних доменів за рахунок інших, а також обертанням вектора намагніченості в доменах під дією зовнішнього магнітного поля. При повній орієнтації всіх доменів в напрямку зовнішнього поля (феромагнетик стає «однодоменних») досягається стан насичення. При виключенні зовнішнього поля відбувається деяке зменшення намагніченості внаслідок теплового руху в кристалі, однак ферромагнетик залишається намагніченим, так як при невисоких температурах енергія теплового руху порівняно невелика і її недостатньо для повної разориентация доменів.

Ці процеси вимагають великих енергетичних витрат і є нелінійними. Крива розмагнічування феромагнетика не збігається з кривою намагнічування. Зміна намагніченості феромагнетика (і індукції поля в ньому) запізнюється по відношенню до зміни напруженості зовнішнього поля. Це явище називається гістерезисом. При зменшенні напруженості зовнішнього поля до нуля, індукція поля в магнетику не дорівнює нулю, її величина називається залишкової індукцією У. Щоб повністю розмагнітити магнетик, треба змінити напрямок зовнішнього поля на протилежне, і збільшувати його. При деякому значенні напруженості «зворотного» поля Нс. званому коерцитивної силою, магнетик повністю розмагнічується. Замкнута крива, яка відображає процес перемагнічування феромагнетиків, називається петлею гістерезису (рис.1).

Рис.1. петля гістерезису

На даному графіку точки В і С характеризують стан насичення. Величина залишкової індукції характеризується відрізком B0.

Коерцитивна сила визначається точкою перетину петлі гистерезиса з віссю напруженості магнітного поля. За величиною коерцитивної сили ферромагнетики поділяються на м'які і жорсткі магнітні матеріали.

Жорсткі ферромагнетики використовуються для постійних магнітів, вони мають велику залишкову намагніченість і широку петлю гістерезису.

М'які ферромагнетики застосовуються в приладах і установках, які працюють зі змінними електромагнітними полями, де потрібно часте перемагничивание при мінімальних енергетичних втратах (наприклад, в сердечниках трансформаторів). Для них характерна невелика залишкова намагніченість і вузька петля гістерезису.