Кривая начального намагничивания ферромагнетика

При изучении литературы [2] студенту следует уяснить сущность процесса технического намагничивания ферромагнетика, основные особенности которого состоят в следующем:

1. При размещении ненамагниченного ферромагнетика (поликристаллического образца) во внешнем магнитном поле, например в поле соленоида с током, происходит его принудительное, или «техничес-кое», намагничивание, при котором все домены образца полностью или частично ориентируются в направлении напряженности намагничивающего поля, как показано на рис. 19.6 (поле Н ₁ < H ₂ < H ₃). В фер-

ромагнитном образце магнитное поле характеризуется индукцией , причем зависимость В = f ₁(H) – нелинейная и в общем случае неоднозначная. Только процесс начального технического намагничивания ферромагнетика может быть выражен зависимостью В = m₀m H, где m₀ – магнитная постоянная; m – магнитная проницаемость вещества, зависящая от напряженности поля: m= f ₂(H).

Рис. 19.6

На рис. 19.7 показана кривая начального намагничивания (сплошная линия). Три характерных участка кривой соответствуют рис. 19.6.

На участке I с увеличением напряженности поля происходит обратимое смещение границ и увеличение объема доменов, ориентация которых близка к направлению поля Н. Соседние антипараллель-
ные домены уменьшаются. На участке 2 этот процесс становится
интенсивным, скачкообразным (эффект Баркгаузена) и необратимым.

Рис. 19.7

При скачкообразном изменении индукции поля внутри кристаллов возникают вихревые токи, нагревающие вещество, вследствие чего теряется энергия намагничивающего поля. Часть ее преобразуется также в энергию возникающих звуковых волн. В конце участка II большинство доменов, поглотив соседние, оказываются сориентированными по осям легкого намагничивания кристаллов, близких по направлению к полю . На участке III сильное намагничивающее поле вызывает процесс медленного и монотонного вращения доменов до направления, совпадающего с направлением поля . В результате наступает состояние насыщения намагниченности ферромагнетика (Н_s, B_s). Дальнейшее увеличение индукции не зависит от его свойств и связано только с ростом .

2. Магнитная проницаемость , как видно из кривой начального намагничивания, возрастает в слабых полях от некоторого начального значения m_н до максимального значения при Н = Н ₀, как показано на рис. 19.8. При дальнейшем увеличении намагничивающего поля магнитная проницаемость уменьшается, асимптотически приближаясь к значению m= 1, когда ферромагнетик практически не влияет на магнитное поле в занимаемом им объеме. Само понятие «магнитная проницаемость» для ферромагнетика применимо только к «кривой начального намагничивания».

Рис. 19.8