Mikä on magnetointi
Magnetisaatio on termi, jota käytetään kuvaamaan magneettikenttää, joka muodostuu aineeseen sen polarisaation vuoksi. Tämä kenttä syntyy käytetyn ulkoisen magneettikentän vaikutuksesta ja selittyy kahdella vaikutuksella. Ensimmäinen niistä koostuu atomien tai molekyylien polarisaatiosta, sitä kutsutaan Lenzin efektiksi. Toinen on polarisaation vaikutus magnetonien orientaatioiden järjestämiseen (alkeismagneettisen momentin yksikkö).
Magnetisaatiolle on tunnusomaista seuraavat ominaisuudet:
1. Ulkoisen magneettikentän tai muun magnetonien suuntausta määräävän voiman puuttuessa aineen magnetoituminen on nolla.
2. Ulkoisen magneettikentän läsnä ollessa magnetoituminen riippuu tämän kentän voimakkuudesta.
3. Diamagneettisilla aineilla magnetisoitumisella on negatiivinen arvo, muilla aineilla positiivinen.
4. Diamagneettisissa ja paramagneettisissa aineissa magnetointi on verrannollinen käytettyyn magnetointivoimaan.
5. Muille aineille magnetointi on funktio kohdistetusta voimasta, joka toimii yhdessä paikallisten voimien kanssa, jotka määräävät magnetonien suuntauksia.
Ferromagneettisen aineen magnetointi on monimutkainen funktio, joka voidaan kuvata tarkimmin käyttämällä hystereesisilmukat.
6. Minkä tahansa aineen magnetoituminen voidaan esittää magneettisen momentin suuruutena tilavuusyksikköä kohti.
Magneettisen hystereesin ilmiö on esitetty graafisesti käyränä, joka kuvaa käytetyn ulkoisen magneettikentän H voimakkuuden ja tuloksena olevan magneettisen induktion B välistä suhdetta.
Homogeenisille aineille nämä käyrät ovat aina symmetrisiä käyrän keskipisteen suhteen, vaikka niiden muoto vaihtelee suuresti eri aineilla. ferromagneettisia aineita… Jokainen tietty käyrä heijastaa kaikkia mahdollisia stabiileja tiloja, joissa tietyn aineen magnetonit voivat olla ulkoisen magneettikentän läsnä ollessa tai poissa.
Hystereesisilmukka
Aineiden magnetoituminen riippuu niiden magnetoitumisen historiasta: 1 — jäännösmagnetointi; 2 — pakkovoima; 3 — työpisteen siirtymä.
Yllä oleva kuva esittää hystereesisilmukan erilaisia ominaisuuksia, jotka määritellään seuraavasti.
Sitkeys ilmaistaan magneettisena voimana, joka tarvitaan palauttamaan alueet nollatasapainon alkuolosuhteisiin sen jälkeen, kun tämä tasapaino on häiriintynyt ulkoisesti kohdistetun kyllästyvän kentän vaikutuksesta. Tämän ominaisuuden määrää B-akselin hystereesisilmukan leikkauspiste (joka vastaa arvoa H = 0).
Pakotusvaltaa Jäljellä oleva ulkoinen kentänvoimakkuus aineessa on sen jälkeen, kun käytetty ulkoinen magneettikenttä on poistettu. Tämän ominaisuuden määrää H-akselin hystereesisilmukan leikkauspiste (joka vastaa arvoa H = 0).Kyllästysinduktio vastaa induktion B maksimiarvoa, joka voi esiintyä tietyssä aineessa, riippumatta magnetointivoimasta H.
Itse asiassa vuo jatkaa kasvuaan kyllästyspisteen yli, mutta useimmissa tarkoituksissa sen kasvu ei ole enää merkittävää. Koska tällä alueella aineen magnetoituminen ei johda tuloksena olevan kentän kasvuun, magneettinen permeabiliteetti putoaa hyvin pieniin arvoihin.
Differentiaalinen magneettinen permeabiliteetti ilmaisee käyrän kulman kussakin hystereesisilmukan pisteessä. Hystereesisilmukan ääriviiva näyttää aineen magneettivuon tiheyden muutoksen luonteen, kun siihen kohdistuva ulkoinen magneettikenttä muuttuu syklisesti.
Jos käytetty kenttä varmistaa, että saavutetaan sekä positiivisen että negatiivisen vuontiheyden kyllästymisen tilat, tuloksena oleva käyrä on ns. päähystereesisilmukka… Jos vuontiheys ei saavuta kahta ääriarvoa, käyrää kutsutaan apuhystereesipiiri.
Jälkimmäisen muoto riippuu sekä syklisen ulkoisen kentän intensiteetistä että apusilmukan tietystä sijainnista suhteessa pääsilmukaan. Jos apusilmukan keskipiste ei ole sama kuin pääsilmukan keskipiste, niin vastaava magnetointivoimien ero ilmaistaan suurella ns. toimintapisteen magneettinen siirtymä.
Magneettisen permeabiliteetin palautus Onko apusilmukan kaltevuuden arvo lähellä toimintapistettä.
Barhausenin efekti koostuu sarjasta pieniä magnetisoinnin "hyppyjä", jotka johtuvat jatkuvasta magnetointivoiman muutoksesta.Tämä ilmiö havaitaan vain hystereesisilmukan keskiosassa.
Katso myös: Mikä on diamagnetismi