磁気ヒステリシス
磁性材料の中で磁束密度Bが磁化力Hより遅れるという現象は、 磁気ヒステリシス ヒステリシスという言葉はギリシャ語に由来しますヒステレインという言葉は遅れることを意味します。すなわち、磁性材料を一方向に着磁した後に他方向に着磁して1サイクルの磁化が終了すると、磁束密度Bが印加磁化力Hより遅れていることがわかる。
磁性材料にはさまざまな種類があります常磁性、反磁性、強磁性、強磁性および反強磁性材料など。強磁性材料は主にヒステリシスループの発生を担う。
内容:
磁気の現象を理解するためにヒステリシスは、ソレノイドで均一に巻かれた磁性材料のリングを考えます。下の図に示すように、ソレノイドは双極双投(D.P.D.T)リバーシブルスイッチを介してDC電源に接続されています。
最初、スイッチは1の位置にあります。 Rの値を減少させることによって、ソレノイド内の電流の値は徐々に増加し、その結果磁界強度Hが徐々に増加する。磁束密度も飽和点aに達するまで増加し、得られる曲線はoaである。飽和電流は、電流を増やすと双極子モーメントまたは磁石材料の分子が一方向に整列するときに発生します。
今ソレノイドの電流を減少させることによって磁化力はゼロになるまで徐々に減少しますが、H = 0のときは磁束密度の値がobのままなので、磁束密度の値はゼロにならないため、下の図に示すように曲線はabになります。密度は残留磁気によるものです。
残留磁気
磁性材料によって保持される磁束密度obの値は残留磁気と呼ばれ、それを保持する力は材料の保持力として知られています。
磁気リングを消磁するために、DPDT可逆スイッチの位置が位置2に変更され、それによってソレノイド内の電流の流れる方向が逆転し、その結果逆磁化力Hが生じる。Hが逆方向に増加すると、磁束密度は減少し始め、ゼロになる。 B = 0となり、上の曲線はパスbcをたどります。材料の残留磁気は、保磁力として知られる磁化力を反対方向に加えることによって取り除かれる。
保磁力
残留磁気obを一掃するのに必要な磁化力ocの値はと呼ばれます 保磁力 上のヒステリシス曲線ではピンク色で表示されます。
ヒステリシスループを完成するために磁化力Hは飽和点dに達するまで逆方向にさらに増加するが、負方向には曲線は経路cdをたどる。 Hの値はゼロに減少され、曲線は経路deを得る。ここで、oeは曲線が負の方向にあるときの残留磁気である。
スイッチの位置が再び1に変わります磁化プロセスで行われるように、位置2からソレノイド内の電流は再び増加し、これにより、Hは経路をたどって正の方向に増加し、最終的にヒステリシスループが完成する。この曲線の中にはまた、残留磁気を除去するのに必要な保磁力としても知られている磁化力がある。
ここで拭くのに必要な総保磁力1つの完全なサイクルにおける残留磁気をオフにすることは、cfによって示される。上記の議論から、磁束密度Bは常に磁化力Hより遅れていることが明らかです。 「abcdefa」 と呼ばれています 磁気ヒステリシスループ または ヒステリシス曲線
磁気ヒステリシスは熱の形でエネルギーを浪費する。無駄に消費されるエネルギーは、磁気ヒステリシスループの面積に比例します。主に磁性材料には、軟磁性材料と硬磁性材料の2種類があります。
軟磁性材料
下の図に示されているように、軟磁性体は狭い磁気ヒステリシスループを持っています。それらは鉄、ケイ素鋼などのような材料でできています。
- 交番磁界を必要とする機器に使用されています。
- 保磁力が低い
- 低磁化
- 低い保持力
下の図に示されているように、硬磁性材料はより広いヒステリシスループを持ち、大量のエネルギー散逸をもたらし、消磁プロセスを達成するのはより困難です。
- それは高い保持力を持っています
- 高保磁力
- 高彩度
- より広いヒステリシスループを有する磁性材料は、そのメモリが容易に消去されないので、磁気テープ、ハードディスク、クレジットカード、音声記録のような装置において使用される。
- 狭いヒステリシスループを有する磁性材料は、最小のエネルギー散逸を必要とする電磁石、ソレノイド、変圧器およびリレーとして使用される。