A hiszterézishurok és a mágneses tulajdonságok
A hiszterézishurok tanulmányozásával sok információt lehet megtudni egy anyag mágneses tulajdonságairól. A hiszterézishurok az indukált mágneses fluxussűrűség (B) és a mágnesező erő (H) közötti kapcsolatot mutatja. Erre gyakran B-H hurokként hivatkoznak. Egy példa hiszterézishurokra az alábbiakban látható.
A hurok egy ferromágneses anyag mágneses fluxusának mérésével jön létre, miközben a mágnesező erő változik. Egy olyan ferromágneses anyag, amelyet korábban soha nem mágneseztek, vagy amelyet alaposan lemágneseztek, a H növelésével a szaggatott vonalat fogja követni. Amint a vonal mutatja, minél nagyobb az alkalmazott áram mennyisége (H+), annál erősebb a mágneses tér az alkatrészben (B+). Az “a” pontban szinte az összes mágneses tartomány igazodik, és a mágnesező erő további növelése csak nagyon kis mértékben növeli a mágneses fluxust. Az anyag elérte a mágneses telítési pontot. Amikor a H értéke nullára csökken, a görbe az “a” pontból a “b” pontba kerül. Ezen a ponton látható, hogy némi mágneses fluxus marad az anyagban annak ellenére, hogy a mágnesező erő nulla. Ezt a pontot a grafikonon retentivitási pontnak nevezik, és ez jelzi a remanenciát vagy az anyagban lévő maradék mágnesesség szintjét. (A mágneses tartományok egy része továbbra is igazodik, de néhány elvesztette igazodását). Ahogy a mágnesező erő megfordul, a görbe a “c” pont felé mozog, ahol a fluxus nullára csökkent. Ezt nevezzük a görbe koercitási pontjának. (A megfordított mágnesező erő elég tartományt fordított meg ahhoz, hogy az anyagon belüli nettó fluxus nulla legyen.) Az anyag maradék mágnesességének eltávolításához szükséges erőt nevezzük az anyag koercitív erejének vagy koercivitásának.
Amint a mágnesező erőt negatív irányba növeljük, az anyag ismét mágnesesen telítetté válik, de ellentétes irányban (d pont). A H nullára csökkentésével a görbe az “e” pontba kerül. A maradék mágnesesség szintje megegyezik a másik irányban elért mágnesességgel. A H visszaemelése a pozitív irányba visszaállítja a B-t nullára. Vegyük észre, hogy a görbe nem tért vissza a grafikon origójába, mert a maradék mágnesesség eltávolításához némi erőre van szükség. A görbe más utat fog bejárni az “f” ponttól vissza a telítési pontig, ahol a hurok befejezésével.
A hiszterézishurokból meghatározható egy anyag számos elsődleges mágneses tulajdonsága.
- Retentivitás – Egy mágneses anyag telítési indukciójának megfelelő maradék fluxussűrűség mértéke. Más szavakkal, ez egy anyag azon képessége, hogy a telítettség elérése után a mágnesező erő megszüntetése után megtart egy bizonyos mennyiségű maradék mágneses mezőt. (A B értéke a hiszterézisgörbe b pontjánál.)
- Maradékmágnesesség vagy maradékfluxus – az a mágneses fluxussűrűség, amely egy anyagban megmarad, amikor a mágnesező erő nulla. Megjegyezzük, hogy a maradékmágnesesség és a retentivitás ugyanaz, ha az anyagot a telítési pontig mágnesezték. A maradékmágnesesség szintje azonban alacsonyabb lehet a retentivitás értékénél, ha a mágnesező erő nem érte el a telítési szintet.
- Kényszerítő erő – Az a fordított mágneses térerősség, amelyet egy mágneses anyagra kell alkalmazni ahhoz, hogy a mágneses fluxus visszatérjen nullára. (A H értéke a hiszterézisgörbe c pontján.)
- Permeabilitás, m – Egy anyag tulajdonsága, amely azt írja le, hogy milyen könnyen jön létre mágneses fluxus az alkatrészben.
- Reluktancia – Az az ellenállás, amelyet egy ferromágneses anyag tanúsít a mágneses tér létrehozásával szemben. A reluktancia analóg az elektromos áramkör ellenállásával.