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 «техническое» намагничивание, при котором все домены образца полностью или частично ориентируются в направлении напряженности намагничивающего поля, как показано на рис.6 (поле Н ₁ <H ₂ <H ₃). В ферромагнитном 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=m_оmH, где m _о - магнитная постоянная; m - магнитная проницаемость вещества, зависящая от напряженности поля: m=f ₂ (H).

На рис.7 показана кривая начального намагничивания (сплошная линия). Она имеет три характерных участка, соответствующих рис.6. На участке 1 с увеличением напряженности поля происходит обратимое смещение границ и увеличение объема доменов, ориентация которых близка к направлению поля Н. Соседние антипараллельные домены уменьшаются. На участке 2 этот процесс становится интенсивным, скачкообразным (эффект Баркгаузена) и необратимым. 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 2 большинство доменов, поглотив соседние, оказывается сориентированными по осям легкого намагничивания кристаллов, близких по направлению к полю . На участке 3 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 _о, как показано на рис.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».