Bucla de histerezis și proprietățile magnetice
Se pot afla foarte multe informații despre proprietățile magnetice ale unui material prin studierea buclei de histerezis a acestuia. O buclă de histerezis arată relația dintre densitatea fluxului magnetic indus (B) și forța de magnetizare (H). Aceasta este adesea denumită bucla B-H. Un exemplu de buclă de histerezis este prezentat mai jos.
Bucla este generată prin măsurarea fluxului magnetic al unui material feromagnetic în timp ce forța de magnetizare este modificată. Un material feromagnetic care nu a fost niciodată magnetizat anterior sau care a fost complet demagnetizat va urma linia punctată pe măsură ce H este mărit. După cum demonstrează linia, cu cât valoarea curentului aplicat (H+) este mai mare, cu atât mai puternic este câmpul magnetic din componentă (B+). În punctul „a”, aproape toate domeniile magnetice sunt aliniate și o creștere suplimentară a forței de magnetizare va produce o creștere foarte mică a fluxului magnetic. Materialul a atins punctul de saturație magnetică. Când H este redus la zero, curba se va muta din punctul „a” în punctul „b”. În acest punct, se poate observa că o parte din fluxul magnetic rămâne în material chiar dacă forța de magnetizare este zero. Acesta este denumit punctul de retentivitate de pe grafic și indică remanența sau nivelul de magnetism rezidual din material. (Unele dintre domeniile magnetice rămân aliniate, dar altele și-au pierdut alinierea). Pe măsură ce forța de magnetizare este inversată, curba se deplasează spre punctul „c”, unde fluxul a fost redus la zero. Acesta se numește punctul de coercitivitate de pe curbă. (Forța de magnetizare inversată a răsturnat suficiente domenii astfel încât fluxul net din interiorul materialului să fie zero). Forța necesară pentru a elimina magnetismul rezidual din material se numește forță coercitivă sau coercitivitatea materialului.
Cum forța de magnetizare este mărită în sens negativ, materialul va deveni din nou saturat magnetic, dar în sens opus (punctul „d”). Reducerea lui H la zero aduce curba în punctul „e”. Acesta va avea un nivel de magnetism rezidual egal cu cel obținut în cealaltă direcție. Mărirea lui H înapoi în direcția pozitivă va readuce B la zero. Observați că curba nu a revenit la originea graficului, deoarece este necesară o anumită forță pentru a elimina magnetismul rezidual. Curba va urma o traiectorie diferită din punctul „f” înapoi la punctul de saturație unde cu completează bucla.
Din bucla de histerezis se pot determina o serie de proprietăți magnetice primare ale unui material.
- Retentivitatea – O măsură a densității fluxului rezidual corespunzător inducției de saturație a unui material magnetic. Cu alte cuvinte, este capacitatea unui material de a reține o anumită cantitate de câmp magnetic rezidual atunci când forța de magnetizare este îndepărtată după atingerea saturației. (Valoarea lui B în punctul b de pe curba de histerezis.)
- Magnetism rezidual sau flux rezidual – densitatea de flux magnetic care rămâne într-un material atunci când forța de magnetizare este zero. Rețineți că magnetismul rezidual și retentivitatea sunt identice atunci când materialul a fost magnetizat până la punctul de saturație. Cu toate acestea, nivelul magnetismului rezidual poate fi mai mic decât valoarea retentivității atunci când forța de magnetizare nu a atins nivelul de saturație.
- Forța coercitivă – Cantitatea de câmp magnetic invers care trebuie aplicată unui material magnetic pentru a face ca fluxul magnetic să revină la zero. (Valoarea lui H în punctul c de pe curba de histerezis.)
- Permeabilitate, m – O proprietate a unui material care descrie ușurința cu care se stabilește un flux magnetic în componentă.
- Reluctanță – Este opoziția pe care un material feromagnetic o manifestă la stabilirea unui câmp magnetic. Reluctanța este analogă cu rezistența într-un circuit electric.