1id)378

Ćwiczenie 22

Pomiar pętli histerezy magnetycznej

22.1. Wstęp teoretyczny

Pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego o natężeniu H istniejące w strukturze ciał stałych trwałe momenty magnetyczne ulegają uporządkowaniu. Zjawisko to nazywamy polaryzacją magnetyczną lub namagnesowaniem. W ośrodkach izotropowych namagnesowanie magnetyka w każdym jego punkcie jest wprost proporcjonalne do makroskopowego pola magnetycznego H, jakie występuje w tym punkcie, zatem polejnagnetyczne wewnątrz ciała stałego opisane przez wektor indukcji magnetycznej B jest proporcjonalne do H :

B=ji_w Hn H    |i|j|

gdzie:

fi_a - bezwzględna przenikalność magnetyczna próżni (stała uniwersalna),

H_w - względna przenikalność magnetyczna materiału (bezwymiarowa).

Dla większości ciał występujących w przyrodzie współczynnik n_w jest stałą materiałową o wartości zbliżonej do 1, a wykres funkcji B = f(H) jest prostą przechodzącą przez początek układu współrzędnych. Dla tych ciał namagnesowanie w nieobecności pola magnetycznego jest zerowe.

Szczególną klasę ciał stanowią tzw. ferromagnetyki, dla których osiąga duże wartości (rzędu 10³-10⁴) oraz silnie zależy od natężenia zewnętrznego pola magnetycznego H. W ferromagnetyku momenty magnetyczne sąsiednich atomów, na skutek tzw. spontanicznego namagnesowania, ustawiają się równolegle wzdłuż jednego kierunku, tworząc obszar zwany domeną. W ciele stałym tworzy się wiele domen magnetycznych. W domenach uporządkowanie momentów magnetycznych jest praktycznie całkowite, natomiast domeny nie są uporządkowane. Wypadkowe momenty magnetyczne domen ustawione są w różnych kierunkach; ich konfiguracja w krysztale jest taka, że całkowita energia wewnętrzna osiąga minimum. Magnesowanie ferromagnetyka zewnętrznyrp polepi magnetycznym powoduje zmiany:w~ strukturze domenowej ciała. ■

Zachodzące procesy przesuwania granic i obrotu domen są mikroskopowe i jako takie są trudne do zbadania w prostych układach laboratoryjnych. Łatwiej