Фильтры применяются...

Hystereze u feromagnetických materiálů - křivka BH

Hystereze je přítomná u feromagnetických materiálů, jak je znázorněno na obrázku níže. 'Síla magnetického pole'H se zobrazuje na ose x a stupeň magnetizace B se zobrazuje na ose y. Pokud neexistuje žádné 'magnetické pole', neexistuje žádná magnetizace (na začátku) a začínáme v počátku. Jakmile je získáno magnetické pole, feromagnetický materiál se stane magnetickým. To pokračuje, dokud všechny 'Weissovy domény' v materiálu nebudou mít stejnou orientaci. Materiál je nyní na své maximální magnetizaci a zvýšení magnetického pole nemá žádný další vliv na stupeň magnetizace. Pokud je magnetické pole zmenšeno, stěny domény Weissových domén si většinou zachovají svou polohu. Pouze tehdy, když se pole stane více záporným, změní znaménko také celá magnetizace. To pokračuje, dokud nebudou mít všechny spiny orientaci v druhém směru a magnetizace nebude převrácena (produkt je 'demagnetizován'). V této nelinearitě hrají svou roli také tři další faktory: charakteristika křivky, mrtvá zóna a nasycení.

Křivka hystereze (křivka BH)

Křivka BH

 

Fyzikální počátky feromagnetismu

Feromagnetismus nastává v materiálech obsahujících atomy s částečně vyplněnými plášti (tj. nespárované spiny). Tyto atomy na sebe navzájem působí, což má za následek vyrovnání jejich atomických magnetických momentů. Tím vzniká spontánní permanentní magnetické pole kolem předmětu z feromagnetického materiálu.

Feromagnetismus

Feromagnetismus

Anti-feromagnetismus

Anti-feromagnetismus

 

Ačkoli materiál obvykle obsahuje interakce, které mají tendenci vyrovnávat spiny, a rovněž interakce, které mají tendenci je stavět do opačného směru, první zmiňovaný proces u feromagnetu převládá (jinak je výsledkem 'anti-feromagnetismus').

V zásadě lze všechny spiny ve feromagnetu vyrovnat ve stejném směru - v takovém případě předmět dosáhne magnetického nasycení a získá silné spontánní magnetické pole. Vyrovnání spinů však také může probíhat v menších doménách, které se označují jako Weissovy domény. Pokud je magnetizace domén náhodná, celkové pole objektu je nulové, i když zde dochází k magnetické orientaci. Prostřednictvím expozice silnému magnetickému poli lze všechny domény natáhnout ve stejném směru (mohou se zmagnetizovat).

Když teplota roste, molekulární excitace postupně narušuje vyrovnání rotace. Při určité teplotě, 'Curieově teplotě', se vyrovnání zhroutí, protože tepelná energie překročila energii magnetické interakce. Nad TC se materiál chová paramagneticky a vzájemná citlivost jako funkce absolutní teploty následně vytváří charakteristickou přímou čáru paramagnetu. Čára však prochází přes T = TC namísto přes T = 0 K, protože interakce mezi spiny zůstává, i když tepelná energie zabraňuje uspořádání.

Použití

Existuje široká škála použití pro hysterezi, která se objeví u feromagnetů. Mnohá z těchto použití využívají tohoto jevu tak, aby sloužil jako 'paměť', např. u magnetických pásek, pevných disků a kreditních karet. U těchto použití je žádoucí použití tvrdých magnetů (vysoká koercivita), jako je železo, aby paměť nebylo možné jednoduše vymazat.

Měkké magnety (nízká koercivita) se používají jako jádra pro elektromagnety

Подробнее