Hystereseslingan och magnetiska egenskaper
En hel del information kan fås om de magnetiska egenskaperna hos ett material genom att studera dess hystereseslinga. En hystereseslinga visar förhållandet mellan den inducerade magnetiska flödestätheten (B) och magnetiseringskraften (H). Den kallas ofta för B-H-slingan. Ett exempel på en hystereseslinga visas nedan.
Slingan genereras genom att mäta det magnetiska flödet i ett ferromagnetiskt material medan den magnetiserande kraften ändras. Ett ferromagnetiskt material som aldrig tidigare har magnetiserats eller som har avmagnetiserats grundligt kommer att följa den streckade linjen när H ökas. Som linjen visar är magnetfältet i komponenten starkare (B+) ju större strömstyrka som tillförs (H+). I punkt ”a” är nästan alla magnetiska domäner inriktade och en ytterligare ökning av magnetiseringskraften kommer att ge en mycket liten ökning av det magnetiska flödet. Materialet har nått den magnetiska mättnadspunkten. När H reduceras till noll kommer kurvan att röra sig från punkt ”a” till punkt ”b”. Vid denna punkt kan man se att ett visst magnetiskt flöde finns kvar i materialet trots att den magnetiserande kraften är noll. Detta kallas punkten för retentivitet på grafen och anger remanensen eller nivån av kvarvarande magnetism i materialet. (En del av de magnetiska domänerna förblir inriktade men en del har förlorat sin inriktning). När den magnetiserande kraften vänds om rör sig kurvan mot punkt ”c”, där flödet har reducerats till noll. Detta kallas koercitivitetspunkten på kurvan. (Den omvända magnetiserande kraften har vänt tillräckligt många av domänerna så att nettoflödet i materialet är noll). Den kraft som krävs för att avlägsna den kvarvarande magnetismen från materialet kallas materialets koercitiva kraft eller koercitivitet.
När den magnetiserande kraften ökas i negativ riktning kommer materialet återigen att bli magnetiskt mättat men i motsatt riktning (punkt ”d”). Om H minskas till noll kommer kurvan till punkt ”e”. Den kommer att ha en nivå av kvarvarande magnetism som är lika stor som den som uppnås i den andra riktningen. Om H ökas tillbaka i positiv riktning kommer B att återgå till noll. Lägg märke till att kurvan inte återvände till grafernas ursprung eftersom det krävs en viss kraft för att avlägsna den kvarvarande magnetismen. Kurvan kommer att ta en annan väg från punkt ”f” tillbaka till mättnadspunkten där den med slutar slingan.
Från hystereseslingan kan ett antal primära magnetiska egenskaper hos ett material bestämmas.
- Retentivitet – Ett mått på den kvarvarande flödestätheten som motsvarar mättnadsinduktionen hos ett magnetiskt material. Med andra ord är det ett materials förmåga att behålla en viss mängd kvarvarande magnetfält när den magnetiserande kraften avlägsnas efter att mättnad uppnåtts. (Värdet av B i punkt b på hysteresekurvan.)
- Restmagnetism eller restflöde – den magnetiska flödestäthet som finns kvar i ett material när den magnetiserande kraften är noll. Observera att restmagnetism och retentivitet är samma sak när materialet har magnetiserats till mättnadspunkten. Nivån på restmagnetism kan dock vara lägre än retentivitetsvärdet när magnetiseringskraften inte nådde mättnadsnivån.
- Tvångskraft – Mängden omvänt magnetfält som måste appliceras på ett magnetiskt material för att få det magnetiska flödet att återgå till noll. (Värdet av H i punkt c på hysteresekurvan.)
- Permeabilitet, m – En egenskap hos ett material som beskriver hur lätt ett magnetiskt flöde etableras i komponenten.
- Reluktans – Är det motstånd som ett ferromagnetiskt material visar mot upprättandet av ett magnetfält. Reluktans är analogt med motståndet i en elektrisk krets.