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磁滞现象

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Theoretical model of magnetization m against magnetic field h. Starting at the origin, the upward curve is the initial magnetization curve. The downward curve after saturation, along with the lower return curve, form the main loop. The intercepts hc and mrs are the coercivity and saturation remanence.

磁滞现象是指铁磁性物理材料(例如:)在磁化和去磁过程中,铁磁质的磁化强度不仅依赖于外磁场强度,还依赖于原先磁化强度的现象。 当外加磁场施加于铁磁质时,其原子的偶极子按照外加场自行排列。即使当外加场被撤离,部分排列仍保持:此时,该材料被磁化。 一旦被磁化了,其磁性會繼續保留。要消磁的話,只要施加相反方向的磁場就可以了。這亦是硬碟的記憶運作原理。

对于晶粒取向电材料的一组B-H环路(BR 表示剩磁,而HC矫顽力。)

在铁磁质中,磁场强度H)和磁感应强度B)之间的关系是非线性的。如果在增强场强条件下,此二者关系将呈曲线上升到某点,到达此点后,即使场强H继续增加,磁感应强度B也不再增加。该情况被称为磁饱和(magnetic saturation)。[1]

如果此时磁场线性降低,该线性关系将以另一条曲线返回到0场强的某点,该点的B将被初始曲线的磁感应强度量BR叫做剩磁感应强度剩磁(remnant flux density)[2] 相抵消。

如果绘制以外加磁场的全部强度的二者关系图,将为S形的回路。S的中间厚度描述了磁滞量,该量与材料的矫顽力[3] 相关。

该现象的实际影响可为,例如,当通过磁芯的外加电流被撤离,由于残留磁场继续吸引电枢,而引起滞后从而延迟磁能的释放。

磁滞回路: 磁化向量 (M),以磁场强度(H)为函数

对于一种特殊材料,该曲线会影响一个磁路的设计。

为了最小化该影响和减小相关的能量损失,从而采用具有低矫顽力和低迟滞损失的铁磁性物质,例如坡莫合金铁镍合金透磁合金[4]

在很多应用中,由回路中不同点驱动产生的小的迟滞回路存在于B-H层中。接近原点的各回路有一个较大的µ(磁导率)[5]。回路越小,其磁性形状越柔和。一个特例就是,用一个降低的交流电场去磁化任何材料。

物理起源[编辑]

磁滯現象模型[编辑]

應用[编辑]

鐵磁體中的磁滯現象可作各種不同的應用。磁帶硬碟信用卡都利用了鐵磁體中的磁滯現象來作數據的儲存。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(寫保護)。

參考書目[编辑]

  1. ^ Arthur Eugene Fitzgerald, Charles Kingsley, Stephen D. Umans. Electric machinery. McGraw-Hill Professional. 2002: 230. ISBN 0824742699. 
  2. ^ Joao Bastos, Nelson Sadowski. Electromagnetic modeling by finite element methods. CRC Press. 2003: 91. ISBN 0073660094. 
  3. ^ Masud Mansuripur. The Physical Principles of Magneto-Optical Recording. Cambridge University Press. 1998: 586. ISBN 0521634180. 
  4. ^ 田民波. 磁性材料. 清华大学出版社. 2001: 68. ISBN 7302040842. 
  5. ^ Joao Bastos, Nelson Sadowski. Electromagnetic modeling by finite element methods. CRC Press. 2003: 31. ISBN 0073660094. 
  • Isaak D. Mayergoyz, Mathematical Models of Hysteresis and their Applications: Second Edition (Electromagnetism), Academic Press, 2003.

參看[编辑]

外部連結[编辑]