МАГНИ́ТНЫЕ ПОТЕ́РИ
-
Рубрика: Физика
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
МАГНИ́ТНЫЕ ПОТЕ́РИ, электромагнитная энергия, превращающаяся в теплоту в образце магнитоупорядоченного вещества при его перемагничивании переменным магнитным полем напряжённостью $\boldsymbol H$. Существует неск. механизмов М. п. Наиболее универсальный из них связан с магнитным гистерезисом (М. п. на гистерезис, $P_г$). При циклич. перемагничивании образца в результате отставания изменения намагниченности $\boldsymbol M$ от изменения $\boldsymbol H$ зависимость $M$ от $H$ имеет вид замкнутых петель (петель гистерезиса). Это означает, что лишь часть энергии, передаваемая образцу внешним полем при намагничивании, возвращается при размагничивании, оставшаяся энергия превращается в теплоту – теряется. Мерой теряемой энергии служит площадь петли гистерезиса.
В проводящих ферромагнетиках, напр. электротехнич. сталях, помимо гистерезисных потерь важную роль играют потери на вихревые токи (см. Фуко токи). Механизм возникновения таких токов в ферромагнитных металлах связан с изменением магнитной индукции $B$ за счёт движения доменных стенок под действием поля. В процессе динамич. перемагничивания доменные стенки, смещаясь, могут сильно изгибаться, а доменная структура – дробиться и коренным образом перестраиваться, что сказывается на части М. п., которая обусловлена вихревыми токами ($P_в$). Экспериментально установлено, что $P_в$ нелинейным образом зависит от частоты изменения $B$, ширины доменов $L$, а также имеет немонотонную зависимость от угла между осью лёгкого намагничивания и вектором $\boldsymbol H$. Точный расчёт $P_в$ возможен лишь в простейших случаях.
В поликристаллич. магнитоупорядоченных веществах бóльшая часть М. п. приходится на $P_г$. Для их уменьшения в сталях обычно создают магнитную текстуру. Однако при высокосовершенной текстуре велик размер кристаллич. зёрен, а следовательно, велико $L$, что приводит к увеличению $P_в$; поэтому для уменьшения М. п. необходима оптимальная текстура. На листы электротехнич. стали наносят магнитоактивные покрытия, которые не только выполняют роль электроизоляции, но и при соответствующем подборе коэф. термич. расширения приводят к растяжению листов, что уменьшает $P_в$ и снижает магнитные потери.
В неметаллич. ферромагнетиках, помимо гистерезисных потерь, иногда оказываются существенными потери, связанные с релаксацией магнитного момента – спин-спиновой и спин-решёточной (см. Релаксация магнитная).