Hysteresesløjfe og magnetiske egenskaber
Man kan få mange oplysninger om et materiales magnetiske egenskaber ved at studere dets hysteresesløjfe. En hysteresesløjfe viser forholdet mellem den inducerede magnetiske fluxtæthed (B) og den magnetiserende kraft (H). Den omtales ofte som B-H-løjfen. Et eksempel på en hysteresesløjfe er vist nedenfor.
Sløjfen genereres ved at måle den magnetiske flux i et ferromagnetisk materiale, mens magnetiseringskraften ændres. Et ferromagnetisk materiale, der aldrig tidligere har været magnetiseret eller er blevet grundigt afmagnetiseret, vil følge den stiplede linje, når H øges. Som linjen viser, er det magnetiske felt i komponenten (B+) stærkere, jo større den påførte strømstyrke (H+) er. I punkt “a” er næsten alle de magnetiske domæner justeret, og en yderligere forøgelse af magnetiseringskraften vil kun give en meget lille stigning i den magnetiske flux. Materialet har nået det magnetiske mætningspunkt. Når H reduceres til nul, vil kurven bevæge sig fra punkt “a” til punkt “b”. På dette punkt kan det ses, at der fortsat er en vis magnetisk flux i materialet, selv om den magnetiserende kraft er nul. Dette punkt kaldes punktet for retentivitet på grafen og angiver remanensen eller niveauet af restmagnetisme i materialet. (Nogle af de magnetiske domæner er stadig justerede, men nogle har mistet deres justering). Når magnetiseringskraften vendes, bevæger kurven sig til punkt “c”, hvor fluxen er blevet reduceret til nul. Dette kaldes koercitivitetspunktet på kurven. (Den omvendte magnetiserende kraft har vendt nok af domænerne om, så nettoflowet i materialet er nul). Den kraft, der kræves for at fjerne den tilbageværende magnetisme fra materialet, kaldes materialets koercitivkraft eller koercitivitet.
Da den magnetiserende kraft øges i den negative retning, vil materialet igen blive magnetisk mættet, men i den modsatte retning (punkt “d”). Ved at reducere H til nul bringes kurven til punkt “e”. Den vil have et niveau af restmagnetisme svarende til det, der er opnået i den anden retning. Hvis H øges tilbage i den positive retning, vil B vende tilbage til nul. Bemærk, at kurven ikke vender tilbage til grafernes oprindelse, fordi der kræves en vis kraft for at fjerne den resterende magnetisme. Kurven vil tage en anden vej fra punkt “f” tilbage til mætningspunktet, hvor den vil fuldføre løkken.
Fra hysteresesløjfen kan man bestemme en række primære magnetiske egenskaber ved et materiale.
- Retentivitet – Et mål for den restfluxtæthed, der svarer til et magnetisk materiales mætningsinduktion. Med andre ord er det et materiales evne til at bevare en vis mængde restmagnetisk felt, når den magnetiserende kraft fjernes efter at have opnået mætning. (Værdien af B i punkt b på hysteresekurven.)
- Restmagnetisme eller restflux – den magnetiske fluxtæthed, der forbliver i et materiale, når den magnetiserende kraft er nul. Bemærk, at restmagnetisme og retentivitet er det samme, når materialet er blevet magnetiseret til mætningspunktet. Niveauet af restmagnetisme kan dog være lavere end værdien af retentivitet, når magnetiseringskraften ikke nåede op på mætningsniveauet.
- Koercitivkraft – Størrelsen af det omvendte magnetfelt, der skal påføres et magnetisk materiale for at få den magnetiske flux til at vende tilbage til nul. (Værdien af H i punkt c på hysteresekurven.)
- Permeabilitet, m – En egenskab ved et materiale, der beskriver den lethed, hvormed en magnetisk flux etableres i komponenten.
- Reluktans – Er den modstand, som et ferromagnetisk materiale udviser over for etableringen af et magnetfelt. Reluktans er analog med modstanden i et elektrisk kredsløb.