Эффект Баркгаузена и магнитострикция

Эффект перемагничивания доменов проявляется, например, в опыте, поставленном Г.Г. Баркгаузеном (1919г). На последнем рисунке в круге выделена часть кривой намагничивания и рядом приведена в увеличенном масштабе. Видно, что кривая намагничивания принципиально, в микроскопических масштабах не является плавной. В простейших терминах это связано с тем, что при плавном нарастания ориентирующей силы ориентация доменов, "прижатых" друг к другу, происходит скачкообразно и сопровождается изменением магнитного поля в образце. Для наблюдения эффекта обычно используют скачкообразное изменение значения ЭДС индукции, наводимой в многовитковом контуре.

Одновременно намагничивание сопровождается пропорциональным макроскопическим изменением геометрических размеров образца – магнитострикцией (strictio – лат., сжатие, натягивание). Для протяженных образцов различают продольную и поперечную, линейную и нелинейную магнитострикцию. Степень магнитострикции количественно измеряют в единицах относительного изменения размеров. По порядку величины магнитострикция составляет 10^–5. Как видно, значение магнитострикции по порядку совпадает с тепловым расширением и может маскироваться тепловыми явлениями. Тем не менее, магнитострикция используется в преобразователях (датчиках), реле, излучателях ультразвука и т.п. Широко известным проявлением магнитострикции является гудение трансформаторов или дросселей, вызванное периодическим перемагничиванием и колебанием поверхности сердечников под действием переменного тока с частотой 50Гц.

Добавим, что эффект электрострикции обратим в том смысле, что обратное явление – механическая деформация, в свою очередь сопровождается изменением намагниченности. Этот эффект получил название магнитоупругости (Виллари-эффект, 1865). Рассмотренные выше эффекты, происходящие в ферромагнетиках, по сути, объясняют проявление механизма гистерезиса. Отметим и то, что влияние доменной структуры ферромагнетиков проявляется и в других явлениях, например, в оптических.