Свойства ферромагнетиков

1. Основная кривая намагничивания. Это зависимость J (H) при условии, что в начальном состоянии (при ) намагниченность отсутствовала: .

Зависимость J (H) нелинейная. Уже при сравнительно небольших Н намагниченность достигает насыщения J _нас.

Магнитная индукция в ферромагнетике . Когда намагниченность достигает насыщения, линейно растет с ростом H.

Магнитная восприимчивость зависит от Н: . Как видно из графика J (H), это отношение равно . Сначала оно растет с ростом Н, достигает максимума и затем уменьшается, стремясь к нулю при . Магнитная проницаемость ведет себя подобным же образом, и при . Вблизи максимума значения и достигают 10³ – 10⁵ (есть сплавы с ).

Обратите внимание: понятия «магнитная восприимчивость» и «магнитная проницаемость» применяют только для основной кривой намагничивания.

2. Магнитный гистерезис. Зависимости J (H) и В (Н) определяются предшествующей историей намагничивания образца.

Предположим, что изначально не намагниченный образец пометили в постепенно возрастающее внешнее поле и по основной кривой намагниченности (мелкий красный пунктир) дошли до участка насыщения 1. Если теперь постепенно ослаблять напряженность Н, создаваемую внешними токами проводимости, намагниченность J и поле В в образце не будут уменьшаться по той же основной кривой, а будут меняться так, как это показано черной кривой. Когда напряженность станет , магнитная индукция в образце останется равной - это так называемая «остаточная намагниченность» (r от англ «rest»). Такой образец может служить постоянным магнитом.

Чтобы полностью убрать остаточную намагниченность, надо приложить напряженность Н_с противоположного направления – так называемую «коэрцитивную силу». При дальнейшем изменении напряженности кривая В (Н) образует замкнутую «петлю гистерезиса» («гистерезис» - греч. «отставание»).

Если размагничивание начать не с участка насыщения, а раньше (точка 1 а), то получится петля меньшего размера (зеленая).

Чтобы полностью размагнитить образец и привести его к состоянию при , его помещают в поле переменной напряженности и постепенно уменьшают амплитуду изменения Н до нуля.

ферромагнетики с большими значениями коэрцитивной силы Н_с называют магнитотвердыми (рис. а), с малыми – магнитомягкими (рис. б). Площадь внутри петли равна работе по перемагничиванию образца. Если образец находится в переменном поле (как, например, сердечник трансформатора), то он всё время перемагничивается и из-за этого нагревается. Чтобы сердечник меньше грелся, его делают из магнитомягкого материала (потом мы узнаем и о других способах предотвращения нагревания).

Дата добавления: 2014-11-25