วิธีอ่านเส้นโค้งฮิสเทรีซิสแม่เหล็ก

แข็ง วัสดุแม่เหล็กเช่น แม่เหล็กแรงสูง NdFeB มีคุณสมบัติเด่นสองประการ หนึ่งคือพวกมันสามารถถูกแม่เหล็กอย่างแรงภายใต้การกระทำของสนามแม่เหล็กภายนอก และอีกอันคือฮิสเทรีซิส นั่นคือ วัสดุแม่เหล็กแข็งยังคงรักษาสถานะการสะกดจิตหลังจากเอาสนามแม่เหล็กภายนอกออก เป็นเส้นโค้งความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก B และความเข้มสนามแม่เหล็ก H ของวัสดุแม่เหล็กแข็ง

เมื่อสนามแม่เหล็กเปลี่ยนแปลงตามลำดับของ Hm→Hc→O→-Hc→-Hm→-Hc→O→Hc→Hm ความเข้มของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่สอดคล้องกัน B จะเปลี่ยนไปตามเส้นโค้งปิด ซึ่งเรียกว่าฮิสเทรีซิสลูป (สีน้ำเงิน ในรูปด้านบน) เส้นโค้งสี)

เส้นโค้งการสะกดจิตเริ่มต้น

จุดกำเนิด 0 ในรูปแสดงว่าสารแม่เหล็กแข็งอยู่ในสถานะเป็นกลางทางแม่เหล็กก่อนการทำให้เป็นแม่เหล็ก นั่นคือ B=H=0 เมื่อสนามแม่เหล็ก H เพิ่มขึ้นจากศูนย์ ความเข้มของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก B จะเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ ดังที่แสดงโดยเส้น Oa ตามด้วย B ด้วยการเติบโตอย่างรวดเร็วของ H ดังที่แสดงโดย ab การเติบโตของ B จะช้าลง และเมื่อ H เพิ่มขึ้นเป็น Hm, B ถึงค่าความอิ่มตัวของ Bm เส้นโค้งสีแดงนี้เรียกว่าเส้นโค้งการทำให้เป็นแม่เหล็กเริ่มต้น

ฮิสเทรีซิส

เมื่อสนามแม่เหล็กค่อยๆ ลดลงจาก Hs เป็นศูนย์ ความเข้มของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก B จะไม่กลับสู่ "0"ชี้ไปตามเส้นโค้งการทำให้เป็นแม่เหล็กเริ่มต้น แต่หยดไปตามเส้นโค้งใหม่ Sr อีกเส้น เมื่อเปรียบเทียบส่วนของเส้น OS และ Sr จะเห็นได้ว่า H ลด B ตามลำดับ นอกจากนี้ยังลดลงด้วย แต่การเปลี่ยนแปลงของ B ล่าช้าหลังการเปลี่ยนแปลงของ H ปรากฏการณ์นี้ เรียกว่าฮิสเทรีซิส ลักษณะเด่นของฮิสเทรีซิสที่ชัดเจนคือเมื่อ H=0, B ไม่เป็นศูนย์ และค่าความคงตัวของ Br ยังคงอยู่

เส้นโค้งล้างอำนาจแม่เหล็ก

เมื่อสนามแม่เหล็กค่อยๆ ย้อนกลับจาก O เป็น -Hc ความเข้มของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก B จะหายไป ซึ่งบ่งชี้ว่าเพื่อขจัดการตกค้าง ต้องใช้สนามแม่เหล็กย้อนกลับ Hc เรียกว่าแรงบีบบังคับ และขนาดของมันสะท้อนถึงความสามารถของวัสดุแม่เหล็กในการรักษาสถานะการตกค้าง ส่วนเส้นสีม่วงเรียกว่าเส้นโค้งล้างอำนาจแม่เหล็ก

เส้นโค้งการสะกดจิตพื้นฐาน

การทำให้เป็นแม่เหล็กซ้ำๆ ของวัสดุเฟอร์โรแมกเนติกชนิดเดียวกันที่มีความแรงสนามแม่เหล็กต่างกัน H สามารถรับลูปฮิสเทรีซิสหลายขนาดที่แตกต่างกัน ดังแสดงในรูปด้านล่าง เชื่อมต่อจุดยอดของลูปฮิสเทรีซิส และเส้นโค้งที่ได้จะเรียกว่าเส้นโค้งการทำให้เป็นแม่เหล็กพื้นฐานหรือเส้นโค้งการทำให้เป็นแม่เหล็กโดยเฉลี่ย เส้นโค้งการทำให้เป็นแม่เหล็กพื้นฐานและเส้นโค้งการทำให้เป็นแม่เหล็กเริ่มต้นไม่เหมือนกัน แต่ความแตกต่างระหว่างทั้งสองนั้นไม่ใหญ่ เส้นโค้งการทำให้เป็นแม่เหล็กที่ใช้ในการคำนวณวงจรแม่เหล็ก DC เป็นเส้นโค้งการสะกดจิตพื้นฐานทั้งหมด

เส้นโค้งที่แท้จริง

ความเข้มของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กภายในที่เกิดจากวัสดุแม่เหล็กถาวรที่ถูกทำให้เป็นแม่เหล็กภายใต้การกระทำของสนามแม่เหล็กภายนอกเรียกว่าความเข้มของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่แท้จริง Bi หรือที่เรียกว่าความเข้มของโพลาไรซ์แม่เหล็ก J เส้นโค้งที่อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่แท้จริง Bi(J) และความเข้มสนามแม่เหล็ก H คือเส้นโค้งที่ F สะท้อนถึงคุณสมบัติแม่เหล็กที่แท้จริงของวัสดุแม่เหล็กถาวร และเรียกว่าเส้นโค้งการล้างอำนาจแม่เหล็กภายใน หรือเรียกสั้นๆ ว่าเส้นโค้งที่แท้จริง

เมื่อความเข้มของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก B บนเส้นโค้งการล้างอำนาจแม่เหล็กภายในเป็น 0 ความเข้มของสนามแม่เหล็กที่สอดคล้องกันจะเรียกว่าแรงบีบบังคับที่แท้จริง Hcj ค่าของการบีบบังคับโดยแท้จริงสะท้อนถึงขนาดของความสามารถในการต่อต้านการล้างอำนาจแม่เหล็กของวัสดุแม่เหล็กถาวร

ความเหลี่ยมหรือความเหลี่ยมของเส้นโค้งการล้างอำนาจแม่เหล็กภายในที่เรามักได้ยินนั้นหมายถึงอัตราส่วนของ Hk ต่อ Hcj ในเส้นโค้งที่แท้จริง ยิ่งอัตราส่วนมาก เส้นสีส้มบนกราฟยิ่งสั้น สมรรถนะแม่เหล็กก็ยิ่งเสถียร Hk คือค่าความเข้มสนามแม่เหล็กล้างอำนาจแม่เหล็กที่สอดคล้องกับ Bi = 0.9Br บนเส้นโค้งการล้างอำนาจแม่เหล็กภายใน และเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์ที่จำเป็นสำหรับวัสดุแม่เหล็กถาวร

โดยทั่วไปแล้ว ผู้ผลิตวัสดุแม่เหล็กถาวรจะให้เส้นโค้งล้างอำนาจแม่เหล็กของผลิตภัณฑ์ยี่ห้อต่างๆ ที่อุณหภูมิการทำงานต่างกัน ดังแสดงในรูปด้านล่าง ดูเหมือนซับซ้อน แต่สาระสำคัญคือการนำเสนอเส้นโค้งล้างอำนาจแม่เหล็กหลายเส้นและเส้นโค้งที่แท้จริงในกราฟเดียว