磁滯現象

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更新時間: 2013-12-12

鐵磁或亞鐵磁物質經加磁場磁化到飽和以後,去掉磁場,這些物質仍保留有剩餘磁化強度。這種現象稱為鐵磁和亞鐵磁物質的磁滯(現象)。 鐵磁和亞鐵磁物質內部存有許多磁疇或單疇,這些磁疇或單疇在磁化的過程中,或經疇壁位移;或經磁化向量的轉動,克服了一些勢壘,才達到外加磁場所磁化的狀態。磁場去掉后,如沒有反向磁場的能量幫助,這些疇壁或疇內的磁化向量就不能回到它磁化前的狀態,因此,發生磁滯現象。利用鐵磁或亞鐵磁內部磁結構不同,它的磁滯大小也不同,可製成不同的磁性材料,如:永磁;軟磁和磁記錄材料等。

磁滯現象 -簡介

  在該材料中,磁場強度(H)和磁感應強度(B)之間的關係是非線性的。如果在增強場強條件下,此二者關
磁滯現象

系將呈曲線上升到某點,到達此點后,即使場強H繼續增加,磁感應強度B也不再增加。該情況被稱為磁飽和(magnetic saturation)。
  磁性物質都具有保留其磁性的傾向,B的變化總是滯後於H的變化的,這種現象稱為磁滯(hysteresis)現象。
  如果此時磁場線性降低,該線性關係將以另一條曲線返回到0場強的某點,該點的B將被初始曲線的磁感應強度量BR叫做剩磁感應強度或剩磁(remanent flux density)相抵消。
磁滯現象 -應用

  磁滯現象在鐵磁性材料中是被廣泛認知的。當外加磁場施加於鐵磁性物質時,其原子的偶極子按照外加場自行排列。即使當外加場被撤離,部分排列仍保持:此時,該材料被磁化
  對於晶粒取向電材料的一組B-H環路(BR 表示剩磁,而HC為矯頑力。)
  
詳細的介紹磁滯的應用
在該材料中,磁場強度(H)和磁感應強度(B)之間的關係是非線性的。如果在增強場強條件下,此二者關係將呈曲線上升到某點,到達此點后,即使場強H繼續增加,磁感應強度B也不再增加。該情況被稱為磁飽和(magnetic saturation)。
  如果此時磁場線性降低,該線性關係將以另一條曲線返回到0場強的某點,該點的B將被初始曲線的磁感應強度量BR叫做剩磁感應強度或剩磁(remanent flux density) 相抵消。
  如果繪製以外加磁場的全部強度的二者關係圖,將為S形的迴路。S的中間厚度描述了磁滯量,該量與材料的矯頑力相關。
  該現象的實際影響可為,例如,當通過磁芯的外加電流被撤離,由於殘留磁場繼續吸引電樞,而引起滯后從而延遲磁能的釋放。
  按磁滯回線的不同,磁性物質又可分為硬磁物質、軟磁物質和矩磁物質三種。
  硬磁物質的磁滯回線很寬,BR和HC都很大,如鈷鋼、鋁鎳鈷合金等,常用來製造永久磁鐵。
  軟磁物質的磁滯回線很窄,BR和HC都很小,如軟鐵、硅鋼等,常用來製造變壓器、電機和接觸器等的鐵心。
  矩磁物質的磁滯回線接近矩形,BR大,HC小,如鎂錳鐵氧體和某些鐵鎳合金等,常用在電子技術和計算技術中。
磁滯現象 -s形迴路

  如果繪製以外加磁場的全部強度的二者關係圖,將為S形的迴路。S的中間厚度描述了磁滯量,該量與材料的矯頑力相關。
磁滯回線
該現象的實際影響可為,例如,當通過磁芯的外加電流被撤離,由於殘留磁場繼續吸引電樞,而引起滯后從而延遲磁能的釋放。
  磁化矢量 (M),以磁場強度(H)為函數。
  對於一種特殊材料,該曲線會影響一個磁路的設計。
  對於磁帶和其他的磁媒介存儲設備像硬碟也是有非常重要的影響作用。在這些材料中,很顯然一個磁極代表一個比特(bit),如北極代表1而南極代表0。然而,更換該存儲器從一個到另一個,此遲滯作用要求了解已存信息,因為所需的場強在每種情況下都會不同。為了解決該問題,記錄系統首先使用帶偏移程序過速驅動整個系統到一個已知狀態。模擬電磁記錄同樣適用這種技術。不同材料要求不同的偏移量,這就是為什麼在大多數卡式錄音帶前端都有一個選擇裝置(防寫)。
  為了最小化該影響和減小相關的能量損失,從而採用具有低矯頑力和低遲滯損失的鐵磁性物質,例如坡莫合金(鐵鎳合金,透磁合金)。
  在很多應用中,由迴路中不同點驅動產生的小的遲滯迴路存在於B-H層中。接近原點的各迴路有一個較大的µ(磁導率)。迴路越小,其磁性形狀越柔和。一個特例就是,用一個降低的交流電場去磁化任何材料。
磁滯現象 -材料的影響及應用

  對於磁帶和其他的磁媒介存儲設備像硬碟也是有非常重要的影響作用。在這些材料中,很顯然一個磁極代表一個比特(bit),如北極代表1而南極代表0。然而,更換該存儲器從一個到另一個,此遲滯作用要求了解已存信息,因為所需的場強在每種情況下都會不同。為了解決該問題,記錄系統首先使用帶偏移程序過速驅動整個系統到一個已知狀態。模擬電磁記錄同樣適用這種技術。不同材料要求不同的偏移量,這就是為什麼在大多數卡式錄音帶前端都有一個選擇裝置(防寫)。
  為了最小化該影響和減小相關的能量損失,從而採用具有低矯頑力和低遲滯損失的鐵磁性物質,例如坡莫合金(鐵鎳合金,透磁合金)。