Magnetická hystereze

download report

Transcript Magnetická hystereze

Kateřina Novotná, 3.A

  Jev, při kterém dochází ke změně magnetických vlastností látky vlivem působení vnějšího magnetického pole.

Projevuje se u feromagnetických látek.

 U feromagnetických látek se vyskytují tzv. magnetické domény – myšlené oblasti, ve kterých jsou atomy s vlastním magnetickým polem shodně orientovány – navenek se magnetická doména chová jako magnet. Na počátku jsou domény orientovány chaoticky – jejich účinek se navzájem ruší.

 Tyto látky mají schopnost výrazně zesilovat magnetické pole.

  Uvažujme cívku s feromagnetickým jádrem.

 Pro její magnetickou indukci platí vztah: 𝜇 − permeabilita, μ 𝑟 𝐵 = 𝜇𝐻 = 𝜇 0 𝜇 𝑟 H − relativní permeabilita, 𝐻 − intenzita magnetického pole Pro intenzitu magnetického pole 𝐻 𝑁𝐼 𝐻 = 𝑙 𝑁 − počet závitů, 𝐼 − el. proud, 𝑙 − délka cívky platí:

 Budeme zkoumat závislost magnetické

indukce na intenzitě magnetického pole.

  Protože délka cívky i počet jejích závitů je konstantní, budeme v podstatě zkoumat závislost magnetické indukce na proudu, který prochází cívkou.

Protože relativní permeabilita feromagnetických látek není konstantní, tento vztah nebude lineární.

   Budeme-li zvyšovat proud, který prochází cívkou, bude se magnetická indukce v jádře zvětšovat až k bodu 𝑲 , kdy bude jádro magneticky nasyceno.

Magnetické domény se postupně uspořádávají tak, aby měly souhlasnou orientaci.

Pokud budeme zvyšovat magnetickou intenzitu za tento bod, už se nebude projevovat vliv feromagnetického jádra.

  Při opětovném snížení magnetické intenzity na nulovou hodnotu se však již indukce nevrátí na původní nulovou hodnotu, ale na hodnotu indukce.

𝐵 𝑟 - tuto hodnotu nazýváme remanentní

(zbytková) magnetická

Magnetické děje ve feromagnetických látkách jsou tedy nevratné – magnetické domény mají tendenci setrvávat v souhlasném uspořádání.

 Na nulovou hodnotu se dostaneme až v případě, kdy obrátíme směr proudu, který prochází cívkou a magnetická intenzita dosáhne až hodnoty 𝐻 𝑘 - koercitivní

intenzita

magnetického pole.

 Při dalším zvyšování proudu v opačném směru se opět dostaneme k magnetickému nasycení – bod 𝑁 . Pokud pak budeme proud opět zmenšovat a po dosažení nuly otočíme jeho směr, dostaneme se zpět do

bodu

𝑲 .

  Křivka 𝐾𝐿𝑀𝑁𝑃𝑄𝐾 nazývá hysterezní smyčka.

se Jedná se o důležitou charakteristiku feromagnetických látek.

 Z plochy můžeme odhadnout tzv. hysterezní ztráty – příčina zahřívání a tím i ztráty energie u feromagnetických látek při střídavém magnetování.

▪ Nežádoucí například u transformátorů.

 Podle tvaru smyčky dělíme látky na:  Magneticky tvrdé – široká hysterezní smyčka, velká hodnota magnet.

𝐵 𝑟 - odolnější vůči zmagnetování, po zrušení magnetického pole zůstávají nadále zmagnetovány a chovají se téměř jako permanentní Příklad: ocel s velkým obsahem uhlíku  Magneticky měkké – úzká hysterezní smyčka, malá hodnota zaniká.

𝐵 𝑟 - snadno se zmagnetují, po zrušení vnějšího pole jejich vlastní magnetické pole téměř Příklad: magnetofonové pásky, diskety, křemíková ocel (používá se u transformátorů)

   Elektřina a magnetismus – Lepil, Šedivý Encyklopedie fyziky http://fyzika.jreichl.com

Učebnice fyziky pro gymnázia – Martin Krynický http://www.ucebnice.krynicky.cz/Fyzika/