강자성 재료의 특성 및 기술 적용
전류가 흐르는 전선 주위에는 진공 상태에서도 자기장… 그리고 물질이 이 필드에 도입되면 자기장의 모든 물질이 자화되기 때문에 자기장이 변경됩니다. 즉, 기본 자기 모멘트의 합으로 정의되는 더 크거나 작은 자기 모멘트를 얻습니다. 그 물질을 구성하는 부분.
현상의 본질은 많은 물질의 분자가 자체 자기 모멘트를 가지고 있다는 사실에 있습니다. 전하가 분자 내부에서 이동하여 기본 원형 전류를 형성하고 따라서 자기장을 동반하기 때문입니다. 물질에 외부 자기장이 가해지지 않으면 분자의 자기 모멘트는 공간에서 무작위로 배향되며 이러한 샘플의 총 자기장(분자의 총 자기 모멘트 포함)은 0이 됩니다.
샘플이 외부 자기장에 도입되면 분자의 기본 자기 모멘트의 방향이 외부 필드의 영향으로 우선적인 방향을 얻습니다. 결과적으로 물질의 총 자기 모멘트는 더 이상 0이 아닙니다. 새로운 조건에서 개별 분자의 자기장은 서로 보상하지 않기 때문입니다. 따라서 물질은 자기장 B를 발생시킵니다.
물질의 분자가 초기에 자기 모멘트를 갖지 않는 경우(이러한 물질이 있음), 그러한 샘플이 자기장에 도입되면 원형 전류가 유도됩니다. 즉, 분자는 자기 모멘트를 획득합니다. 결과적으로 전체 자기장 B가 나타납니다.
알려진 물질은 대부분 자기장 내에서 약하게 자화되지만, 강한 자기적 특성으로 구분되는 물질도 있는데 이를 자기장이라고 한다. 강자성체… 강자성체의 예: 철, 코발트, 니켈 및 그 합금.
강자성체는 저온에서 외부 자기장, 기계적 변형 또는 온도 변화의 영향으로 크게 달라지는 자발적(자발적) 자화를 갖는 고체를 포함합니다. 이것은 강철과 철, 니켈, 코발트 및 합금이 작동하는 방식입니다. 자기 투자율은 진공보다 수천 배 높습니다.
이러한 이유로 전기공학에서는 자속을 전도하고 에너지를 변환하기 위해 전통적으로 사용 강자성 재료로 만든 자기 코어.
그러한 물질에서 자기적 특성은 자기의 기본 캐리어의 자기적 특성에 따라 달라집니다. 원자 내부를 움직이는 전자... 물론, 핵 주위의 원자에서 궤도를 따라 움직이는 전자는 원형 전류(자기 쌍극자)를 형성합니다. 그러나이 경우 전자는 축을 중심으로 회전하여 강자성체의 자화에서 주요 역할을하는 스핀 자기 모멘트를 생성합니다.
강자성 특성은 물질이 결정 상태일 때만 나타납니다. 또한 이러한 특성은 열 운동이 기본 자기 모멘트의 안정적인 방향을 방지하기 때문에 온도에 크게 의존합니다. 따라서 각 강자성체에 대해 자화 구조가 파괴되고 물질이 상자성체가 되는 특정 온도(퀴리점)가 결정됩니다. 예를 들어 철의 경우 900 ° C입니다.
약한 자기장에서도 강자성체는 포화 상태까지 자화될 수 있습니다. 또한 자기 투자율은 적용된 외부 자기장의 크기에 따라 달라집니다.
자화 과정 초기에 자기 유도 B 강자성에서 더 강해집니다. 투자율 그러나 포화가 발생하면 외부 자기장의 자기 유도를 더 높이면 더 이상 강자성체의 자기장의 증가로 이어지지 않으므로 시료의 자기 투자율이 감소하여 현재는 1이 되는 경향이 있습니다.
강자성체의 중요한 성질은 나머지... 강자성 막대가 코일에 배치되고 코일의 전류를 증가시켜 포화 상태가 된다고 가정합니다. 그런 다음 코일의 전류가 꺼졌습니다. 즉, 코일의 자기장이 제거되었습니다.
막대가 초기 상태로 자기가 소거되지 않고 자기장이 더 클 것입니다. 즉, 잔류 유도가 있음을 알 수 있습니다. 막대가 이렇게 회전했습니다. 영구 자석에.
이러한 로드 백의 자기를 소거하려면 반대 방향으로 잔류 유도와 동일한 유도로 외부 자기장을 로드에 적용해야 합니다. 자화된 강자성체(영구자석)를 감자하기 위해 적용되어야 하는 자기장 유도 계수의 값을 라고 합니다. 강제력.
다른 강자성 물질에 대한 자화 곡선(히스테리시스 루프)은 서로 다릅니다.
일부 재료에는 넓은 히스테리시스 루프가 있습니다. 이들은 잔류 자화가 높은 재료이며 자기적으로 단단한 재료라고 합니다. 경자성 재료는 영구 자석 제조에 사용됩니다.
반대로 연자성 재료는 히스테리시스 루프가 좁고 잔류 자화가 낮으며 약한 자기장에서 쉽게 자화됩니다. 변압기, 전동기 고정자 등의 자심으로 사용되는 연자성체입니다.
강자성체는 오늘날 기술에서 매우 중요한 역할을 합니다. 연자성 재료(페라이트, 전기 강판)는 전기 모터 및 발전기, 변압기 및 초크, 무선 공학에 사용됩니다. 페라이트는 인덕터 코어.
경자성 재료(바륨, 코발트, 스트론튬, 네오디뮴-철-붕소의 페라이트)는 영구 자석을 만드는 데 사용됩니다. 영구 자석은 전기 및 음향 기기, 모터 및 발전기, 자기 나침반 등에 널리 사용됩니다.