Основные характеристики магнитных материалов

Представление об основных характеристиках магнитных материалов – ферромагнетиков и ферримагнетиков – дают кривые намагничивания (рис. 10.12).

Кривая намагничивания материала – это графическое изображение зависимости магнитной индукции В от напряженности внешнего магнитного поля Н, обе эти величины имеют одинаковый физический смысл, одинаковую размерность – тесла и определяют направление и величину магнитного поля.

При приложении внешнего магнитного поля намагниченность материала возрастает как за счет увеличения напряженности поля H, так и за счет увеличения собственной намагниченности материала I, т.е. , где – магнитная проницаемость вакуума.

На кривой намагничивания выделяют начальную кривую намагничивания 0АС. Этот участок характеризует процесс намагничивания материала, суммарный магнитный момент которого при отсутствии внешнего магнитного поля был равен нулю (точка 0) вследствие хаотичного расположения доменов. Увеличение магнитной индукции В под действием внешнего магнитного поля H происходит за счет ориентации доменов в направлении этого поля. Магнитная индукция В достигает своего предела (насыщения), когда все магнитные моменты доменов сориентированы по направлению внешнего поля. Ордината точки С, в которой заканчивается начальная кривая намагничивания, соответствует индукции насыщения ,

При достижении намагниченности насыщения магнитная индукция может увеличиваться только за счет повышения напряженности поля.

При уменьшении напряженности H (размагничивании) магнитная индукция также уменьшается, но по кривой, которая не совпадает с начальной кривой намагничивания. После снятия внешнего магнитного поля, т.е. когда его напряженность станет равной нулю (H = 0), ферромагнетик не размагничивается окончательно, в нем сохраняется остаточная магнитная индукция (остаточное намагничивание). Для окончательного размагничивания необходимо изменить направление внешнего магнитного поля на противоположное (-H). Напряженность этого поля, вызывающая полное размагничивание, называется коэрцитивной силой ().

Рис. 10.12. Кривая намагничивания (петля гистерезиса) ферромагнетика

При дальнейшем намагничивании материала в противоположном (первоначальному) направлении его намагниченность достигает насыщения (). При последующем изменении направления магнитного поля в первоначальном направлении индукция будет вновь увеличиваться до величины насыщения ().

Таким образом, зависимость магнитной индукции от напряженности внешнего ноля представляет собой замкнутую петлю, которую называют предельной (статической) петлей гистерезиса (см. рис. 10.12).

Предельная петля гистерезиса является важной характеристикой, по которой количественно определяются основные параметры магнитных материалов.

Основными магнитными характеристиками материала являются:

магнитная проницаемость (относительная магнитная проницаемость) – µ, определяет способность материала к намагничиванию. Магнитная проницаемость – переменная величина, зависящая от напряженности внешнего поля Я, ее можно определить для любой точки но кривой намагничивания: .

Начальную () и максимальную () магнитную проницаемость определяют по начальной кривой намагничивания (см. рис. 10.12). Чем выше значения и материала, тем легче он намагничивается;

максимальная магнитная индукция (индукция насыщения) – магнитная индукция, соответствующая намагничиванию материала до насыщения. Чем больше , тем выше магнитные свойства материала;

остаточная магнитная индукция – значение индукции, сохраняющейся в материале после его намагничивания до насыщения и последующего уменьшения внешнего магнитного поля до нуля, т.е. при H = 0;

коэрцитивная сила (А/м) – напряженность внешнего магнитного поля обратного знака, необходимая для достижения полного размагничивания магнитного материала (до В = 0).