Mis on magnetiseerimine

Magnetiseerimine on termin, mida kasutatakse magnetvälja kirjeldamiseks, mis tekib aines selle polarisatsiooni tõttu. See väli tekib rakendatud välise magnetvälja mõjul ja seda seletatakse kahe mõjuga. Esimene neist seisneb aatomite või molekulide polarisatsioonis, seda nimetatakse Lenzi efektiks. Teine on polarisatsiooni mõju magnetonide orientatsioonide järjestamisel (elementaarmagnetmomendi ühik).

Magnetiseerimist iseloomustavad järgmised omadused:

1. Välise magnetvälja või muu magnetonide orientatsiooni määrava jõu puudumisel on aine magnetiseeritus null.

2. Välise magnetvälja olemasolul sõltub magnetiseerumine selle välja tugevusest.

3. Diamagnetiliste ainete puhul on magnetiseeritus negatiivne, teiste ainete puhul positiivne.

4. Diamagnetilistes ja paramagnetilistes ainetes on magnetiseerimine võrdeline rakendatava magnetiseerimisjõuga.

5. Teiste ainete puhul on magnetiseerimine rakendatava jõu funktsioon, mis toimib kooskõlas magnetonide orientatsiooni määravate kohalike jõududega.

Ferromagnetilise aine magnetiseerimine on keeruline funktsioon, mida saab kõige täpsemalt kirjeldada kasutades hüstereesi silmused.

6. Mis tahes aine magnetiseerumist saab esitada magnetmomendi suurusena ruumalaühiku kohta.

Magnethüstereesi nähtus on kujutatud graafiliselt kõvera kujul, mis kujutab rakendatud välise magnetvälja H tugevuse ja sellest tuleneva magnetilise induktsiooni B vahelist seost.

Homogeensete ainete puhul on need kõverad alati sümmeetrilised graafiku keskpunkti suhtes, kuigi nende kuju on erinevatel ainetel väga erinev ferromagnetilised ained… Iga konkreetne kõver peegeldab kõiki võimalikke stabiilseid olekuid, milles antud aine magnetonid võivad olla rakendatud välise magnetvälja olemasolul või puudumisel.

Hüstereesi silmus

Ainete magnetiseerimine sõltub nende magnetiseerimise ajaloost: 1 — jääkmagnetiseerimine; 2 — sundjõud; 3 — tööpunkti nihkumine.

Ülaltoodud joonisel on kujutatud hüstereesiahela erinevaid omadusi, mis on määratletud järgmiselt.

Püsivus väljendatakse magnetjõuna, mis on vajalik domeenide nulltasakaalu algtingimuste taastamiseks pärast seda, kui see tasakaal on häiritud väliselt rakendatud küllastusvälja poolt. Selle karakteristiku määrab B-telje hüstereesisilmuse lõikepunkt (mis vastab väärtusele H = 0).

Sunnijõud Välise jääkvälja tugevus aines on pärast rakendatud välise magnetvälja eemaldamist. Selle karakteristiku määrab hüstereesi silmuse lõikepunkt piki H-telge (mis vastab väärtusele H = 0).Küllastusinduktsioon vastab induktsiooni B maksimaalsele väärtusele, mis võib esineda antud aines, sõltumata magnetiseerivast jõust H.

Tegelikult kasvab voog üle küllastuspunkti, kuid enamikul juhtudel ei ole selle suurenemine enam oluline. Kuna selles piirkonnas ei põhjusta aine magnetiseerimine tekkiva välja suurenemist, magnetiline läbilaskvus langeb väga väikeste väärtusteni.

Diferentsiaalne magnetiline läbilaskvus väljendab kõvera kalle hüstereesisilmuse igas punktis. Hüstereesisilmuse kontuur näitab aine magnetvoo tiheduse muutumise olemust koos sellele ainele rakenduva välise magnetvälja tsüklilise muutusega.

Kui rakendatav väli tagab nii positiivse kui ka negatiivse voolutiheduse küllastuse olekute saavutamise, siis saadakse saadud kõver nn. peamine hüstereesi ahel… Kui voo tihedus ei ulatu kahe äärmuseni, nimetatakse kõverat abihüstereesi ahel.

Viimase kuju sõltub nii tsüklilise välisvälja intensiivsusest kui ka abiahela konkreetsest asukohast peamise suhtes. Kui abikontuuri kese ei ühti põhiahela keskpunktiga, siis väljendatakse vastav magnetiseerimisjõudude erinevus suurusena nn. tööpunkti magnetiline nihe.

Magnetilise läbitavuse tagastamine Kas abikontuuri kalde väärtus tööpunkti lähedal.

Barhauseni efekt koosneb väikestest magnetiseerimise "hüpetest", mis tulenevad magnetiseerimisjõu pidevast muutumisest.Seda nähtust täheldatakse ainult hüstereesisilmuse keskmises osas.

Vaata ka: Mis on diamagnetism