Hysterezní smyčka a magnetické vlastnosti
Studiem hysterezní smyčky lze získat mnoho informací o magnetických vlastnostech materiálu. Hysterezní smyčka ukazuje vztah mezi hustotou indukovaného magnetického toku (B) a magnetizační silou (H). Často se označuje jako smyčka B-H. Příklad hysterezní smyčky je uveden níže.
Smyčka vzniká měřením magnetického toku feromagnetického materiálu při změně magnetizační síly. Feromagnetický materiál, který nebyl nikdy předtím zmagnetován nebo byl důkladně odmagnetován, bude při zvyšování H sledovat čárkovanou čáru. Jak čára ukazuje, čím větší je přiložený proud (H+), tím silnější je magnetické pole v součástce (B+). V bodě „a“ jsou téměř všechny magnetické domény vyrovnány a další zvýšení magnetizační síly způsobí velmi malé zvýšení magnetického toku. Materiál dosáhl bodu magnetického nasycení. Když se H sníží na nulu, křivka se posune z bodu „a“ do bodu „b“. V tomto bodě je vidět, že v materiálu zůstává určitý magnetický tok, i když je magnetizační síla nulová. Tento bod se na grafu označuje jako bod retence a udává remanenci nebo úroveň zbytkového magnetismu v materiálu. (Některé magnetické domény zůstávají vyrovnané, ale některé ztratily své vyrovnání.) Při opačném působení magnetizační síly se křivka posune do bodu „c“, kde se magnetický tok snížil na nulu. Tento bod se nazývá bod koercivity na křivce. (Obrácená magnetizační síla převrátila dostatečný počet domén, takže čistý tok v materiálu je nulový.) Síla potřebná k odstranění zbytkového magnetismu z materiálu se nazývá koercitivní síla nebo koercitivita materiálu.
Při zvýšení magnetizační síly v záporném směru se materiál opět magneticky nasytí, ale v opačném směru (bod „d“). Snížením H na nulu se křivka dostane do bodu „e“. Bude mít stejnou úroveň zbytkového magnetismu jako v opačném směru. Zvýšením H zpět v kladném směru se B vrátí na nulu. Všimněte si, že se křivka nevrátila do počátku grafu, protože k odstranění zbytkového magnetismu je zapotřebí určité síly. Křivka se vydá jinou cestou z bodu „f“ zpět do bodu nasycení, kde s uzavře smyčku.
Z hysterezní smyčky lze určit řadu primárních magnetických vlastností materiálu.
- Retentivita – Míra zbytkové hustoty toku odpovídající indukci nasycení magnetického materiálu. Jinými slovy je to schopnost materiálu udržet určité množství zbytkového magnetického pole po odstranění magnetizační síly po dosažení nasycení. (Hodnota B v bodě b na hysterezní křivce.)
- Zbytkový magnetismus nebo zbytkový tok – hustota magnetického toku, která zůstává v materiálu, když je magnetizující síla nulová. Všimněte si, že zbytkový magnetismus a retenční schopnost jsou stejné, když byl materiál zmagnetován do bodu nasycení. Úroveň zbytkového magnetismu však může být nižší než hodnota retenční schopnosti, když magnetizační síla nedosáhla úrovně nasycení.
- Koercitivní síla – velikost zpětného magnetického pole, které musí být přivedeno na magnetický materiál, aby se magnetický tok vrátil na nulu. (Hodnota H v bodě c na hysterezní křivce.)
- Propustnost, m – Vlastnost materiálu, která popisuje snadnost, s jakou se v součástce ustavuje magnetický tok.
- Reliktance – Je odpor, který feromagnetický materiál vykazuje vůči vytvoření magnetického pole. Reluktance je analogická odporu v elektrickém obvodu.