Остаточность

Остаточная или намагниченность остаточная намагниченность или остаточный магнетизм — это намагниченность, оставшаяся в ферромагнитном материале (например, железе внешнего магнитного поля . ) после удаления ^{[ 1 ]} В просторечии, когда магнит «намагничен», он обладает остаточной намагниченностью. ^{[ 2 ]} Остаточная намагниченность магнитных материалов обеспечивает магнитную память в магнитных запоминающих устройствах и используется в качестве источника информации о прошлом магнитном поле Земли в палеомагнетизме . Слово «остаточность» происходит от remanent + -ence, что означает «то, что остается». ^{[ 3 ]} Истоки остаточной намагниченности берут свое начало где-то 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 ), так как она является нежелательным загрязнением, например, намагниченность, остающаяся в электромагните после выключения тока в катушке. Там, где это нежелательно, его можно удалить путем размагничивания .

Иногда термин сохраняемость используется для обозначения остаточной намагниченности, измеряемой в единицах плотности магнитного потока . ^{[ 5 ]}

Типы

Остаточная намагниченность насыщения

Определение магнитной 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 инструментов, как магнитометр с вибрирующим образцом ; а точка пересечения с нулевым полем является мерой остаточной намагниченности. В физике эту меру преобразуют в среднюю намагниченность (суммарный магнитный момент, деленный на объем образца) и обозначают 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 M _rs .

В инженерных приложениях остаточную намагниченность часто измеряют 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 наиболее важных параметров, характеризующих постоянные магниты ; он измеряет самое сильное магнитное поле, которое они могут создать. Неодимовые магниты , например, имеют остаточную намагниченность примерно равную 1,3 Тесла .

Изотермическая остаточная намагниченность

Часто одна мера остаточной намагниченности не дает адекватной информации о магните. Например, магнитные ленты содержат большое количество мелких магнитных частиц (см. Магнитное хранилище ), причем эти частицы не идентичны. Магнитные минералы в горных породах могут обладать широким диапазоном 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 переменном поле, а затем приложить поле H и удалить его. Эта остаточная намагниченность, обозначаемая M _r ( H ), зависит от поля. ^{[ 6 ]} Это называется начальной остаточной намагниченностью. ^{[ 7 ]} или изотермическая остаточная намагниченность (IRM) . ^{[ 8 ]}

Другой вид IRM можно получить, сначала придав магниту остаточную намагниченность в одном направлении, а затем приложив и убрав магнитное поле в противоположном направлении. ^{[ 6 ]} Это называется остаточной намагниченностью или остаточной намагниченностью постоянного тока и обозначается такими символами, как M _d ( H ), где H — величина поля. ^{[ 9 ]} Еще один вид остаточной намагниченности можно получить путем размагничивания остаточной намагниченности в переменном поле. Это называется остаточной намагниченностью переменного тока или остаточной намагниченностью переменного поля и обозначается такими символами, как M _af ( H ).

Если частицы представляют собой невзаимодействующие однодоменные частицы с одноосной анизотропией , между остаточными магнитностями существуют простые линейные соотношения. ^{[ 6 ]}

Ангистерезисная остаточная намагниченность

Другой вид лабораторной остаточной намагниченности — это ангистеретическая остаточная намагниченность или ангистеретическая остаточная намагниченность (ARM) . Это вызывается воздействием на магнит большого переменного поля и небольшого поля смещения постоянного тока. Амплитуда переменного поля постепенно снижается до нуля, чтобы получить безгистерезисную намагниченность , а затем поле смещения удаляется, чтобы получить остаточную намагниченность. Кривая безгистерезисного намагничивания часто близка к среднему значению двух ветвей петли гистерезиса . ^{[ 10 ]} и в некоторых моделях предполагается, что оно представляет состояние с наименьшей энергией для данного поля. ^{[ 11 ]} Существует несколько способов экспериментального измерения безгистерезисной кривой намагничивания, основанных на флюксметрах и размагничивании под смещением постоянного тока. ^{[ 12 ]} ARM также изучался из-за его сходства с процессом записи в некоторых технологиях магнитной записи. ^{[ 13 ]} и к приобретению естественной остаточной намагниченности в горных породах. ^{[ 14 ]}

Примеры

Материал	Остаточность	Ссылки
Феррит (магнит)	0,35 Т (3500 Г)	^{[ 15 ]}
Самарий-кобальтовый магнит	0,82–1,16 Т (8 200–11 600 Гс)	^{[ 16 ]}
Алнико 5	1,28 Т (12800 Гс)
Неодимовый магнит	1–1,3 Тл (10 000–13 000 Гс)	^{[ 16 ]}
Стали	0,9–1,4 Тл (9000–14000 Гс)	^{[ 17 ]}^{[ 18 ]}

См. также

Примечания

^ Jump up to: ^а ^б декабрь 1997 г.
^ Строго говоря, он все еще находится в поле Земли, но это мало влияет на остаточную намагниченность твердого магнита .
^ «Остаток | Происхождение и значение остатка в онлайн-этимологическом словаре» . www.etymonline.com . Проверено 20 января 2020 г.
^ «5.01.3.1 Раннее наблюдение остаточной намагниченности горных пород» . www.sciencedirect.com . Проверено 2 августа 2024 г.
^ «Хранение и обращение с магнитной лентой» .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Вольфарт 1958 г.
^ МакКарри и Гонт 1966
^ Неель 1955
^ Пфайффер 1990
^ Бозорт 1993
^ Джайлс и Атертон, 1986 г.
^ Новицкий 2018
^ Джаэп 1969
^ Банерджи и Меллема, 1974 г.
^ «Аморфные магнитные сердечники» . Технические продажи Hill. 2006 год . Проверено 18 января 2014 г.
^ Jump up to: ^а ^б Юха Пирхёнен; Тапани Йокинен; Валерия Грабовцова (2009). Проектирование вращающихся электрических машин . Джон Уайли и сыновья. стр. 232. ISBN 978-0-470-69516-6 .
^ «КОБАЛЬТ: необходим для высокопроизводительных магнетиков» (PDF) . Арнольд Магнитные Технологии. 2012.
^ Фицджеральд, А.Е.; Кингсли, Чарльз младший; Уманс, Стивен Д. (2003). Электромашины (6-е изд.). МакГроу-Хилл. стр. 688 страниц. ISBN 978-0-07-366009-7 .

Ссылки

Банерджи, СК; Меллема, JP (1974). «Новый метод определения палеонапряженности по ARM-свойствам горных пород». Планета Земля. наук. Летт . 23 (2): 177–184. Бибкод : 1974E&PSL..23..177B . дои : 10.1016/0012-821X(74)90190-3 .
Бозорт, Ричард М. (1993) [Переиздание публикации 1951 года]. Ферромагнетизм . Переиздание IEEE Press Classic. Wiley-IEEE Press . ISBN 0-7803-1032-2 .
Чикадзуми, Сошин (1997). Физика ферромагнетизма . Кларендон Пресс . ISBN 0-19-851776-9 .
Джаеп, ВФ (1969). «Ангистерезисная намагниченность совокупности однодоменных частиц». Дж. Прил. Физ . 40 (3): 1297–1298. Бибкод : 1969JAP....40.1297J . дои : 10.1063/1.1657638 .
Джайлс, округ Колумбия; Атертон, Д.Л. (1986). «Теория ферромагнитного гистерезиса». Дж. Магн. Магн. Мэтр . 61 (1–2): 48–60. Бибкод : 1986JMMM...61...48J . дои : 10.1016/0304-8853(86)90066-1 .
МакКарри, РА; Гонт, П. (1966). «Магнитные свойства платины-кобальта вблизи эквиатомного состава. Часть I. Экспериментальные данные». Фил. Маг . 13 (123): 567–577. Бибкод : 1966PMag...13..567M . дои : 10.1080/14786436608212648 .
Неель, Луи (1955). «Некоторые теоретические аспекты магнетизма горных пород» (PDF) . Адв. Физ . 4 (14): 191–243. Бибкод : 1955AdPhy...4..191N . дои : 10.1080/00018735500101204 .
Новицкий, М. (2018). «Методы измерения безгистерезисной намагниченности магнитомягких материалов» . Материалы . 11 (10): 2021. Бибкод : 2018Mate...11.2021N . дои : 10.3390/ma11102021 . ПМК 6213293 . ПМИД 30340358 .
Пфайффер, Х. (1990). «Определение распределения поля анизотропии в ансамблях частиц с учетом тепловых флуктуаций». Физический статус Solidi . 118 (1): 295–306. Бибкод : 1990PSSAR.118..295P . дои : 10.1002/pssa.2211180133 .
Вольфарт, EP (1958). «Связь между различными режимами приобретения остаточной намагниченности ферромагнитных частиц». Дж. Прил. Физ . 29 (3): 595–596. Бибкод : 1958JAP....29..595W . дои : 10.1063/1.1723232 .

Внешние ссылки

[Chikazumi-1] Jump up to: ^а ^б декабрь 1997 г.

[2] Строго говоря, он все еще находится в поле Земли, но это мало влияет на остаточную намагниченность твердого магнита .

[3] «Остаток | Происхождение и значение остатка в онлайн-этимологическом словаре» . www.etymonline.com . Проверено 20 января 2020 г.

[4] «5.01.3.1 Раннее наблюдение остаточной намагниченности горных пород» . www.sciencedirect.com . Проверено 2 августа 2024 г.

[5] «Хранение и обращение с магнитной лентой» .

[Wohlfarth-6] Jump up to: ^а ^б ^с Вольфарт 1958 г.

[7] МакКарри и Гонт 1966

[Néel-8] Неель 1955

[Pfeiffer-9] Пфайффер 1990

[Bozorth-10] Бозорт 1993

[11] Джайлс и Атертон, 1986 г.

[12] Новицкий 2018

[13] Джаэп 1969

[14] Банерджи и Меллема, 1974 г.

[15] «Аморфные магнитные сердечники» . Технические продажи Hill. 2006 год . Проверено 18 января 2014 г.

[John_Wiley_and_Sons-16] Jump up to: ^а ^б Юха Пирхёнен; Тапани Йокинен; Валерия Грабовцова (2009). Проектирование вращающихся электрических машин . Джон Уайли и сыновья. стр. 232. ISBN 978-0-470-69516-6 .

[17] «КОБАЛЬТ: необходим для высокопроизводительных магнетиков» (PDF) . Арнольд Магнитные Технологии. 2012.

[18] Фицджеральд, А.Е.; Кингсли, Чарльз младший; Уманс, Стивен Д. (2003). Электромашины (6-е изд.). МакГроу-Хилл. стр. 688 страниц. ISBN 978-0-07-366009-7 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]