De hysteresislus en magnetische eigenschappen
Er kan veel informatie worden verkregen over de magnetische eigenschappen van een materiaal door de hysteresislus te bestuderen. Een hysteresislus toont het verband tussen de geïnduceerde magnetische fluxdichtheid (B) en de magnetiserende kracht (H). Hij wordt vaak aangeduid als de B-H lus. Een voorbeeld van een hysteresislus is hieronder afgebeeld.
De lus wordt gegenereerd door de magnetische flux van een ferromagnetisch materiaal te meten terwijl de magnetiserende kracht wordt gewijzigd. Een ferromagnetisch materiaal dat nog nooit gemagnetiseerd is geweest of dat grondig gedemagnetiseerd is, zal de stippellijn volgen als H wordt verhoogd. Zoals de lijn laat zien, wordt het magnetisch veld in het onderdeel sterker naarmate de hoeveelheid stroom die wordt aangelegd (H+) groter wordt (B+). In punt “a” zijn bijna alle magnetische domeinen uitgelijnd en een extra toename van de magnetiserende kracht zal slechts een zeer geringe toename van de magnetische flux tot gevolg hebben. Het materiaal heeft het punt van magnetische verzadiging bereikt. Wanneer H tot nul wordt gereduceerd, zal de kromme van punt “a” naar punt “b” gaan. Op dit punt is te zien dat er nog enige magnetische flux in het materiaal aanwezig blijft, ook al is de magnetiserende kracht nul. Dit wordt in de grafiek het retentiepunt genoemd en geeft de remanentie of de mate van restmagnetisme in het materiaal aan. (Sommige van de magnetische domeinen blijven uitgelijnd, maar andere zijn hun uitlijning kwijt). Wanneer de magnetiserende kracht wordt omgekeerd, beweegt de curve naar punt “c”, waar de flux tot nul is gereduceerd. Dit wordt het coërciviteitspunt op de kromme genoemd. (De omgekeerde magnetiserende kracht heeft genoeg van de domeinen omgedraaid, zodat de netto flux binnen het materiaal nul is). De kracht die nodig is om het restmagnetisme uit het materiaal te verwijderen wordt de coërciviteit of coërciviteit van het materiaal genoemd.
Als de magnetiserende kracht in negatieve richting wordt opgevoerd, zal het materiaal opnieuw magnetisch verzadigd raken, maar dan in tegengestelde richting (punt “d”). Vermindering van H tot nul brengt de kromme tot punt “e.” Het zal een niveau van restmagnetisme hebben gelijk aan dat bereikt in de andere richting. Wanneer H weer in de positieve richting wordt verhoogd, keert B terug naar nul. Merk op dat de kromme niet naar de oorsprong van de grafiek is teruggekeerd, omdat er enige kracht nodig is om het restmagnetisme te verwijderen. De curve zal een andere weg volgen van punt “f” terug naar het verzadigingspunt waar hij de lus voltooit.
Uit de hysteresislus kunnen een aantal primaire magnetische eigenschappen van een materiaal worden bepaald.
- Retentiviteit – Een maat voor de resterende fluxdichtheid die overeenkomt met de verzadigingsinductie van een magnetisch materiaal. Met andere woorden, het is het vermogen van een materiaal om een bepaalde hoeveelheid restmagnetisch veld vast te houden wanneer de magnetiserende kracht wordt verwijderd nadat verzadiging is bereikt. (De waarde van B op punt b van de hysteresiscurve.)
- Restmagnetisme of Restflux – de magnetische fluxdichtheid die in een materiaal achterblijft wanneer de magnetiserende kracht nul is. Merk op dat restmagnetisme en retentiviteit hetzelfde zijn wanneer het materiaal tot het verzadigingspunt is gemagnetiseerd. Het niveau van het restmagnetisme kan echter lager zijn dan de retentiviteitswaarde wanneer de magnetiseerkracht het verzadigingsniveau niet heeft bereikt.
- Coercive Force – De hoeveelheid omgekeerd magnetisch veld dat op een magnetisch materiaal moet worden aangelegd om de magnetische flux naar nul te doen terugkeren. (De waarde van H op punt c van de hysteresekromme.)
- Permeabiliteit, m – Een eigenschap van een materiaal die het gemak beschrijft waarmee een magnetische flux in het onderdeel tot stand komt.
- Reluctantie – Is de weerstand die een ferromagnetisch materiaal vertoont tegen de vestiging van een magnetisch veld. Reluctantie is analoog aan de weerstand in een elektrisch circuit.