Isteresi magnetica: descrizione, proprietà, applicazione pratica

L'isteresi è magnetica,ferroelettrico, dinamico, elastico. Si verifica anche in biologia, scienze del suolo ed economia. E l'essenza di questa definizione è quasi la stessa. Ma l'articolo si occuperà specificamente del magnetico, imparerai di più su questo fenomeno, su cosa dipende e quando si manifesta. Questo fenomeno è studiato nelle università con un focus tecnico, il curriculum scolastico non è incluso, quindi non tutti lo sanno.

Isteresi magnetica

Questa è una dipendenza irreversibile e ambigual'indice di magnetizzazione di una sostanza (e questo, di regola, ferromagneti ordinati magneticamente) da un campo magnetico esterno. In questo caso, il campo cambia costantemente, diminuisce o aumenta. La ragione generale per l'esistenza dell'isteresi è la presenza al minimo del potenziale termodinamico dello stato instabile e stabile, e vi sono anche transizioni irreversibili tra di loro. L'isteresi è anche una manifestazione della transizione di fase di orientamento magnetica del primo tipo. In questi casi, le transizioni da una fase all'altra si verificano a causa di stati metastabili. Una caratteristica è un grafico che è chiamato "ciclo di isteresi". A volte è anche chiamata la "curva di magnetizzazione".

Ciclo di isteresi

Sul grafico della dipendenza di M su H, si può vedere:

1. Dallo stato zero, a cui M = 0 e H = 0, con l'aumento di H, M aumenta.
2. Quando il campo aumenta, la magnetizzazione diventa praticamente costante e uguale al valore di saturazione.
3. Mentre H diminuisce, il contrario è invertito,ma quando H = 0, la magnetizzazione M non è zero. Questo cambiamento può essere visto dalla curva di smagnetizzazione. E quando H = 0, M assume un valore uguale alla magnetizzazione rimanente.
4. Man mano che H aumenta nell'intervallo -Hm ... + Hm, la magnetizzazione cambia lungo la terza curva.
5. Tutte e tre le curve che descrivono i processi si uniscono e formano un tipo di loop. È lei che descrive il fenomeno dell'isteresi - i processi di magnetizzazione e smagnetizzazione.

Energia di magnetizzazione

Un loop è considerato asimmetrico nel caso,quando H1 campo maxima, che vengono applicati in direzioni opposte e in avanti non sono gli stessi. Sopra è stato descritto un ciclo, che è tipico del lento processo di inversione della magnetizzazione. Quando si verificano conservazione delle relazioni quasi-equilibrio tra i valori di N e M è necessario prestare attenzione al fatto che la magnetizzazione o smagnetizzazione avviene backlog di M N. E questo porta al fatto che tutta l'energia che si acquisisce materiale ferromagnetico durante la magnetizzazione, non è dato completamente durante il ciclo di smagnetizzazione. E questa differenza è tutto nel riscaldamento ferromagnetico. E il ciclo di isteresi magnetica è in questo caso asimmetrica.

Loop Form

Dipende dalla forma del loop da molti parametri -forza magnetizzazione di campo, la presenza di perdite, ecc. d. Anche notevole influenza la composizione chimica di un ferromagnete, il suo stato strutturale, la temperatura, la natura e la distribuzione dei difetti, presenza del trattamento (termica, magnetotermico, meccanica). Di conseguenza, l'isteresi dei ferromagneti può essere cambiata sottoponendo i materiali alla lavorazione. Da questo, cambiano tutte le caratteristiche del materiale.

Perdite di isteresi

Durante l'inversione della magnetizzazione dinamicaferromagnete con un campo magnetico alternato, si osservano perdite. E costituiscono solo una piccola parte delle perdite magnetiche totali. Se i loop hanno la stessa altezza (lo stesso valore massimo della magnetizzazione M), il loop di visualizzazione dinamica è più largo di quello statico. Ciò è dovuto al fatto che nuove perdite vengono aggiunte a tutte le perdite. Queste sono perdite dinamiche, di solito sono associate a correnti parassite, viscosità magnetica. In breve, si ottengono perdite significative per l'isteresi.

Ferromagneti a dominio singolo

Nel caso in cui le particelle abbiano differentidimensione, procede il processo di rotazione. Ciò è dovuto al fatto che la formazione di nuovi domini non è redditizia dal punto di vista energetico. Ma il processo di rotazione delle particelle è ostacolato dall'anisotropia (magnetica). Può avere origini diverse: formare nel cristallo stesso, sorgere a causa della tensione elastica, ecc.). Ma è con questa anisotropia che la magnetizzazione è trattenuta dal campo interno. È anche chiamato il campo effettivo dell'anisotropia magnetica. E l'isteresi magnetica nasce dal fatto che la magnetizzazione cambia in due direzioni: diretta e inversa. Durante l'inversione della magnetizzazione dei ferromagneti a dominio singolo, si verificano diversi salti. Il vettore di magnetizzazione M ruota verso il lato del campo H. Inoltre, la rotazione può essere omogenea o non omogenea.

Ferromagneti multidominio

In essi, la curva di magnetizzazione è costruita da un simileimmagine, ma qui i processi sono diversi. Quando si verifica l'inversione della magnetizzazione, i confini dei domini vengono spostati. Di conseguenza, una delle ragioni per il verificarsi dell'isteresi può essere il ritardo negli spostamenti dei confini, così come i salti irreversibili. A volte (se i ferromagneti hanno un campo piuttosto grande), l'isteresi magnetica è determinata dal ritardo di crescita e dalla formazione di nuclei di remagnetizzazione. È da questi nuclei che si forma la struttura di dominio delle sostanze ferromagnetiche.

Teoria dell'isteresi

Va tenuto presente che il fenomeno della magneticol'isteresi si verifica anche quando il campo H viene ruotato, e non solo quando cambia in segno e grandezza. Si chiama isteresi e rotazione magnetico corrisponde a cambiare la direzione di magnetizzazione M per cambiare la direzione del campo magnetico H. Emersione isteresi rotazionale si osserva anche durante la rotazione del campione rispetto al campo H. fissa

Anche la curva di magnetizzazione caratterizzastruttura del dominio magnetico. La struttura cambia con il passaggio dei processi di inversione della magnetizzazione e della magnetizzazione. I cambiamenti dipendono da quanto cambiano i confini dei domini, dagli effetti di un campo magnetico esterno. Assolutamente tutto ciò che può fermare tutti i processi descritti sopra, trasforma i ferromagneti in uno stato instabile ed è la ragione per cui si verifica l'isteresi magnetica.

Dovrebbe essere preso in considerazione che l'isteresi dipende dall'insieme diparametri. I cambiamenti di magnetizzazione sotto l'influenza di fattori esterni - la temperatura, lo stress elastico, perciò, l'isteresi si alza. Ciò dà origine a un'isteresi non solo della magnetizzazione, ma anche di tutte quelle proprietà dalle quali dipende. Come si può vedere da qui, il fenomeno dell'isteresi può essere osservato non solo quando il materiale è magnetizzato, ma anche in altri processi fisici, collegati direttamente o indirettamente con esso.