Остаточная намагниченность
Намагниченность, оставшаяся в материале

Остаточная намагниченность или остаточный магнетизм — это намагниченность, оставшаяся в ферромагнитном материале (например, железе ) после удаления внешнего магнитного поля . [1] В разговорной речи, когда магнит «намагничивается», он имеет остаточную намагниченность. [2] Остаточная намагниченность магнитных материалов обеспечивает магнитную память в магнитных запоминающих устройствах и используется в качестве источника информации о прошлом магнитного поля Земли в палеомагнетизме . Слово «остаточная намагниченность» происходит от remanent + -ence, что означает «то, что остается». [3] Истоки остаточной намагниченности берут свое начало в какой-то момент после 1850 года. [4]

Эквивалентный термин остаточная намагниченность обычно используется в инженерных приложениях. В трансформаторах , электродвигателях и генераторах большая остаточная намагниченность нежелательна (см. также электротехническая сталь ), поскольку она является нежелательным загрязнением, например, намагниченность, остающаяся в электромагните после отключения тока в катушке. Там, где она нежелательна, ее можно удалить путем размагничивания .

Иногда термин «удерживающая способность» используется для обозначения остаточной намагниченности, измеряемой в единицах плотности магнитного потока . [5]

Типы

Остаточная индукция насыщения

Рис. 1. Семейство петель гистерезиса переменного тока для электротехнической стали с ориентированной зернистостью (где B r обозначает остаточную намагниченность , а H c — коэрцитивную силу ).

Определение остаточной намагниченности по умолчанию — это намагниченность, остающаяся в нулевом поле после приложения большого магнитного поля (достаточного для достижения насыщения ). [1] Эффект петли магнитного гистерезиса измеряется с помощью таких приборов, как вибрационный магнитометр ; а пересечение нулевого поля является мерой остаточной намагниченности. В физике эта мера преобразуется в среднюю намагниченность (общий магнитный момент, деленный на объем образца) и обозначается в уравнениях как M r . Если ее необходимо отличать от других видов остаточной намагниченности, то ее называют остаточной намагниченностью насыщения или изотермической остаточной намагниченностью насыщения (SIRM) и обозначают как M rs .

В инженерных приложениях остаточная намагниченность часто измеряется с помощью анализатора BH , который измеряет реакцию на переменное магнитное поле (как на рис. 1). Это представлено плотностью потока B r . Это значение остаточной намагниченности является одним из важнейших параметров, характеризующих постоянные магниты ; оно измеряет самое сильное магнитное поле, которое они могут создать. Например, неодимовые магниты имеют остаточную намагниченность, приблизительно равную 1,3 Тесла .

Изотермическая остаточная намагниченность

Часто единичная мера остаточной намагниченности не дает адекватной информации о магните. Например, магнитные ленты содержат большое количество мелких магнитных частиц (см. магнитное хранение ), и эти частицы не идентичны. Магнитные минералы в горных породах могут иметь широкий спектр магнитных свойств (см. магнетизм горных пород ). Один из способов заглянуть внутрь этих материалов — добавить или вычесть небольшие приращения остаточной намагниченности. Один из способов сделать это — сначала размагнитить магнит в поле переменного тока, а затем применить поле H и удалить его. Эта остаточная намагниченность, обозначаемая M r ( H ), зависит от поля. [6] Она называется начальной остаточной намагниченностью [7] или изотермической остаточной намагниченностью (IRM) . [8]

Другой вид IRM может быть получен путем придания магниту сначала остаточной намагниченности насыщения в одном направлении, а затем приложения и удаления магнитного поля в противоположном направлении. [6] Это называется остаточной намагниченностью размагничивания или остаточной намагниченностью размагничивания постоянного тока и обозначается такими символами, как M d ( H ), где H — величина поля. [9] Еще один вид остаточной намагниченности может быть получен путем размагничивания остаточной намагниченности насыщения в поле переменного тока. Это называется остаточной намагниченностью размагничивания переменного тока или остаточной намагниченностью размагничивания переменного поля и обозначается такими символами, как M af ( H ​​).

Если частицы являются невзаимодействующими однодоменными частицами с одноосной анизотропией , то между остаточными намагничиваниями существуют простые линейные соотношения. [6]

Ангистерезисная остаточная намагниченность

Другой вид лабораторной остаточной намагниченности — безгистерезисная остаточная намагниченность или безгистерезисная остаточная намагниченность (ARM) . Она индуцируется путем воздействия на магнит большого переменного поля плюс малого постоянного поля смещения. Амплитуда переменного поля постепенно уменьшается до нуля, чтобы получить безгистерезисную намагниченность , а затем поле смещения удаляется, чтобы получить остаточную намагниченность. Безгистерезисная кривая намагничивания часто близка к среднему значению двух ветвей петли гистерезиса , [ 10] и в некоторых моделях предполагается, что она представляет собой состояние с самой низкой энергией для данного поля. [11] Существует несколько способов экспериментального измерения безгистерезисной кривой намагничивания, основанных на флюксметрах и размагничивании с постоянным смещением. [12] ARM также изучался из-за его сходства с процессом записи в некоторых технологиях магнитной записи [13] и с получением естественной остаточной намагниченности в горных породах. [14]

Примеры

МатериалОстаточная намагниченностьСсылки
Феррит (магнит)0,35 Т (3500 G)[15]
Самарий-кобальтовый магнит0,82–1,16 Т (8 200–11 600 Гс)[16]
Алнико 51,28 Т (12 800 Гс)
Неодимовый магнит1–1,3 Т (10 000–13 000 G)[16]
Стали0,9–1,4 Т (9000–14000 G)[17] [18]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ ab Чиказуми 1997
  2. ^ Строго говоря, он все еще находится в поле Земли, но это мало влияет на остаточную намагниченность твердого магнита .
  3. ^ "remanence | Происхождение и значение слова remanence по данным Online Etymology Dictionary". www.etymonline.com . Получено 20.01.2020 .
  4. ^ "5.01.3.1 Ранние наблюдения остаточной намагниченности горных пород". www.sciencedirect.com . Получено 2024-08-02 .
  5. ^ «Хранение и обращение с магнитной лентой».
  6. ^ abc Вольфарт 1958
  7. ^ МакКерри и Гонт 1966
  8. ^ Неэль 1955
  9. ^ Пфайффер 1990
  10. ^ Бозорт 1993
  11. ^ Джайлс и Атертон 1986
  12. ^ Новицкий 2018
  13. ^ Джаеп 1969
  14. ^ Баннерджи и Меллема 1974
  15. ^ "Аморфные магнитные сердечники". Hill Technical Sales. 2006. Получено 18 января 2014 .
  16. ^ аб Юха Пирхёнен; Тапани Йокинен; Валерия Грабовцова (2009). Проектирование вращающихся электрических машин. Джон Уайли и сыновья. п. 232. ИСБН 978-0-470-69516-6.
  17. ^ "КОБАЛЬТ: Необходим для высокопроизводительных магнетиков" (PDF) . Arnold Magnetic Technologies. 2012.
  18. ^ Фицджеральд, AE; Кингсли, Чарльз-младший; Уманс, Стивен Д. (2003). Электрические машины (6-е изд.). McGraw-Hill. С. 688 страниц. ISBN 978-0-07-366009-7.

Ссылки

  • Банерджи, SK; Меллема, JP (1974). «Новый метод определения палеонапряженности по свойствам ARM горных пород». Earth Planet. Sci. Lett . 23 (2): 177–184. Bibcode : 1974E&PSL..23..177B. doi : 10.1016/0012-821X(74)90190-3.
  • Бозорт, Ричард М. (1993) [Переиздание публикации 1951 года]. Ферромагнетизм . Классическое переиздание AN IEEE Press. Wiley-IEEE Press . ISBN 0-7803-1032-2.
  • Чикадзуми, Сосин (1997). Физика ферромагнетизма . Clarendon Press . ISBN 0-19-851776-9.
  • Jaep, WF (1969). «Безгистерезисное намагничивание сборки однодоменных частиц». J. Appl. Phys . 40 (3): 1297–1298. Bibcode : 1969JAP....40.1297J. doi : 10.1063/1.1657638.
  • Джайлс, Д.К.; Атертон, Д.Л. (1986). «Теория ферромагнитного гистерезиса». J. Magn. Magn. Mater . 61 (1–2): 48–60. Bibcode : 1986JMMM...61...48J. doi : 10.1016/0304-8853(86)90066-1.
  • МакКерри, РА; Гонт, П. (1966). «Магнитные свойства платинового кобальта вблизи эквиатомного состава, часть I. Экспериментальные данные». Phil. Mag . 13 (123): 567–577. Bibcode : 1966PMag...13..567M. doi : 10.1080/14786436608212648.
  • Неель, Луи (1955). "Некоторые теоретические аспекты магнетизма горных пород" (PDF) . Adv. Phys . 4 (14): 191–243. Bibcode :1955AdPhy...4..191N. doi :10.1080/00018735500101204.
  • Новицки, М. (2018). "Методы измерения намагниченности без гистерезиса для магнитомягких материалов". Материалы . 11 (10): 2021. Bibcode : 2018Mate...11.2021N. doi : 10.3390/ma11102021 . PMC  6213293. PMID  30340358.
  • Пфайффер, Х. (1990). «Определение распределения поля анизотропии в ансамблях частиц с учетом тепловых флуктуаций». Physica Status Solidi . 118 (1): 295–306. Bibcode : 1990PSSAR.118..295P. doi : 10.1002/pssa.2211180133.
  • Вольфарт, Э. П. (1958). «Связь между различными режимами приобретения остаточной намагниченности ферромагнитных частиц». J. Appl. Phys . 29 (3): 595–596. Bibcode : 1958JAP....29..595W. doi : 10.1063/1.1723232.
  • Коэрцитивная сила и остаточная намагниченность в постоянных магнитах
  • Человек-Магнит
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Остаточная способность&oldid=1238139850"