מהי מגנטיזציה

מגנטיזציה היא מונח המשמש לתיאור השדה המגנטי שנוצר בחומר עקב הקיטוב שלו. שדה זה נוצר בהשפעת שדה מגנטי חיצוני מופעל והוא מוסבר על ידי שתי השפעות. הראשון שבהם מורכב מקיטוב של אטומים או מולקולות, זה נקרא אפקט לנץ. השני הוא השפעת הקיטוב בהסדרת כיוון המגנטונים (יחידה של מומנט מגנטי אלמנטרי).

מגנטיזציה מאופיינת במאפיינים הבאים:

1. בהיעדר שדה מגנטי חיצוני או כוח אחר המסדר את כיוון המגנטונים, המגנטיזציה של החומר היא אפס.

2. בנוכחות שדה מגנטי חיצוני, המגנטיזציה תלויה בעוצמתו של שדה זה.

3. לחומרים דיאמגנטיים למגנטיזציה יש ערך שלילי, לחומרים אחרים היא חיובית.

4. בחומרים דיאמגנטיים ופראמגנטיים, המגנטיזציה פרופורציונלית לכוח המגנט המופעל.

5. עבור חומרים אחרים, המגנטיזציה היא פונקציה של הכוח המופעל הפועל בתיאום עם הכוחות המקומיים המסדירים את כיוון המגנטונים.

המגנטיזציה של חומר פרומגנטי היא פונקציה מורכבת שניתן לתאר בצורה המדויקת ביותר באמצעות לולאות היסטרזיס.

6. ניתן לייצג את המגנטיזציה של כל חומר כגודל המומנט המגנטי ליחידת נפח.

תופעת ההיסטרזיס המגנטית מיוצגת בצורה גרפית בצורת עקומה המתארת ​​את הקשר בין עוצמת השדה המגנטי החיצוני H המופעל והאינדוקציה המגנטית B שנוצרה.

עבור חומרים הומוגניים, עקומות אלה תמיד סימטריות על מרכז העלילה, אם כי הן משתנות מאוד בצורתן עבור אלה. חומרים פרומגנטיים... כל עקומה ספציפית משקפת את כל המצבים היציבים האפשריים שבהם המגנטונים של חומר נתון יכולים להיות בנוכחות או בהיעדר שדה מגנטי חיצוני מופעל.

לולאת היסטרזיס

המגנטיזציה של חומרים תלויה בהיסטוריה של המגנטיזציה שלהם: 1 - מגנטיזציה שיורית; 2 - כוח כפייה; 3 - תזוזה של נקודת העבודה.

האיור שלמעלה מציג את המאפיינים השונים של לולאת ההיסטרזיס, המוגדרים כדלקמן.

הַתמָדָה מתבטא בכוח המגנטי הנדרש כדי להחזיר את התחומים לתנאים ההתחלתיים של אפס שיווי משקל לאחר שיווי משקל זה מופרע על ידי שדה רוויה המופעל חיצונית. מאפיין זה נקבע על ידי נקודת החיתוך של לולאת ההיסטרזיס של ציר B (המתאימה לערך H = 0).

כוח כפייה עוצמת השדה החיצונית השיורית בחומר היא לאחר הסרת השדה המגנטי החיצוני המופעל. מאפיין זה נקבע על ידי נקודת החיתוך של לולאת ההיסטרזיס לאורך ציר H (המתאים לערך H = 0).אינדוקציית הרוויה מתאימה לערך המקסימלי של האינדוקציה B שיכולה להתקיים בחומר נתון, ללא קשר לכוח הממגנט H.

למעשה, השטף ממשיך לעלות מעבר לנקודת הרוויה, אך לרוב המטרות העלייה שלו כבר אינה משמעותית. מכיוון שבאזור זה המגנטיזציה של החומר אינה מובילה לעלייה בשדה המתקבל, חדירות מגנטית יורד לערכים קטנים מאוד.

חדירות מגנטית דיפרנציאלית מבטא את שיפוע העקומה בכל נקודה בלולאת ההיסטרזיס. קו המתאר של לולאת ההיסטרזיס מראה את אופי השינוי בצפיפות השטף המגנטי בחומר עם שינוי מחזורי בשדה המגנטי החיצוני המופעל על אותו חומר.

אם השדה המיושם מבטיח שהושגו מצבים של ריווי צפיפות שטף חיובי ושלילי, אזי נקראת העקומה המתקבלת לולאת היסטרזיס ראשית… אם צפיפות השטף אינה מגיעה לשני הקצוות, אזי נקראת העקומה מעגל היסטרזיס עזר.

צורתו של האחרון תלויה הן בעוצמת השדה החיצוני המחזורי והן במיקום הספציפי של לולאת העזר ביחס למרכזית. אם מרכז לולאת העזר אינו עולה בקנה אחד עם מרכז הלולאה הראשית, אזי ההבדל התואם בכוחות הממגנטים מתבטא בכמות הנקראת תזוזה מגנטית של נקודת ההפעלה.

החזרת חדירות מגנטית האם ערך השיפוע של לולאת העזר ליד נקודת ההפעלה.

אפקט ברהאוזן מורכב מסדרה של "קפיצות" קטנות של מגנטיזציה הנובעות משינוי מתמשך בכוח הממגנט.תופעה זו נצפית רק בחלק האמצעי של לולאת ההיסטרזיס.

ראה גם: מהי דיאמגנטיות