Магнитный гистерезис

Гистерезис - это общий термин, который может быть применен ко всем тем физическим явлениям, при которых реакция тела на внешние силы различна в зависимости от того, было ли оно до того момента подвергнуто действию тех же сил или же оно им подвергается впервые.

В каждый определенный момент гистерезисные свойства тела являются, таким образом, результатом всей его предшествующей истории. При удалении действующих сил тело проявляет «остаточные» свойства.

Если подвергать действию магнитного поля кусок стали, обладающий гистерезисом, меняя либо величину, либо направление поля, то образец будет проявлять остаточные свойства. Так, например, при полном удалении действовавшего поля намагничивание образца не исчезнет — будет наблюдаться некоторое “остаточное намагничивание” (M_R).

Если затем снова начать увеличивать поле, дав ему противоположное направление, то образец будет все еще сохранять свое первоначальное остаточное намагничивание. С ростом обратного поля это намагничивание будет убывать, и при некотором значении напряженности поля прежнее остаточное намагничивание исчезнет, и образец не будет намагниченным вовсе.

Лишь при дальнейшем росте обратного направления образец станет намагничиваться в направлении этого поля. Напряженность обратного поля, при которой исчезает всякое намагничивании, называется “коэрцитивной силой” (H_C), или, иногда, «магнитной жесткостью».

Магнитный гистерезис - это явление зависимости вектора напряженности и вектора намагничивания магнитного поля в веществе не только от воздействия внешнего магнитного поля, но и от предыстории воздействия.

Если графически нанести намагничивание в зависимости от величины и направления поля, то получается так называемая “гистерезисная петля” - отставание процесса размагничивания (или перемагничивания) магнитного материала образца от внешнего магнитного поля.

Очевидно, что процесс намагничивания всегда связан с затратой энергии. В случае гистерезиса намагничивание необратимо, и потому прохождение цикла гистерезиса связано с потерей энергии - образец нагревается. Размер потерянной энергии определяется площадью гистерезисной петли.

В совершенно чистых и однородных (отожженных) кристаллах железа и никеля гистерезис отсутствует. Напротив, он резко выражен в образцах, состоящих из большого числа мелких спрессованных кристалликов, у многих сплавов железа, кобальта, никеля, у некоторых минералов, содержащих железо (магнитный железняк и пр.).