Pętla histerezy i właściwości magnetyczne

Wielu informacji o właściwościach magnetycznych materiału można się dowiedzieć badając jego pętlę histerezy. Pętla histerezy pokazuje zależność pomiędzy indukowanym strumieniem magnetycznym (B) a siłą magnesującą (H). Często jest ona określana jako pętla B-H. Przykładowa pętla histerezy jest pokazana poniżej.

Pętla jest generowana przez pomiar strumienia magnetycznego materiału ferromagnetycznego podczas zmiany siły magnesującej. Materiał ferromagnetyczny, który nigdy wcześniej nie był namagnesowany lub został dokładnie rozmagnesowany, będzie podążał za linią przerywaną, gdy H jest zwiększana. Jak pokazuje linia, im większy jest przyłożony prąd (H+), tym silniejsze jest pole magnetyczne w elemencie (B+). W punkcie „a” prawie wszystkie domeny magnetyczne są wyrównane i dodatkowy wzrost siły magnesującej spowoduje bardzo niewielki wzrost strumienia magnetycznego. Materiał osiągnął punkt nasycenia magnetycznego. Gdy H zostanie zredukowane do zera, krzywa przesunie się z punktu „a” do punktu „b”. W tym momencie można zauważyć, że pewien strumień magnetyczny pozostaje w materiale, mimo że siła magnesująca jest równa zeru. Punkt ten nazywany jest na wykresie punktem retencyjności i wskazuje na remanencję lub poziom magnetyzmu szczątkowego w materiale. (Niektóre z domen magnetycznych pozostają wyrównane, ale niektóre straciły swoje ułożenie). W miarę odwracania siły magnesującej krzywa przesuwa się do punktu „c”, gdzie strumień magnetyczny został zredukowany do zera. Punkt ten nazywany jest punktem koercji na krzywej. (Odwrócona siła magnesująca odwróciła wystarczająco dużo domen, aby strumień netto wewnątrz materiału wynosił zero). Siła potrzebna do usunięcia magnetyzmu szczątkowego z materiału nazywana jest siłą koercji lub koercją materiału.

Jak siła magnetyzująca jest zwiększana w kierunku ujemnym, materiał ponownie stanie się magnetycznie nasycony, ale w przeciwnym kierunku (punkt „d”). Zmniejszenie H do zera sprowadza krzywą do punktu „e”. Będzie ona miała poziom magnetyzmu szczątkowego równy temu, który został osiągnięty w drugim kierunku. Zwiększanie H z powrotem w kierunku dodatnim spowoduje powrót B do zera. Zauważmy, że krzywa nie powróciła do początku wykresu, ponieważ do usunięcia magnetyzmu szczątkowego potrzebna jest pewna siła. Krzywa będzie miała inną drogę od punktu „f” z powrotem do punktu nasycenia, gdzie z zakończyć pętlę.

Z pętli histerezy można określić szereg podstawowych właściwości magnetycznych materiału.