Từ trễ Từ trễ (tiếng Anh: magnetic hysteresis) là hiện tượng bất thuận nghịch

Từ trễ (tiếng Anh: magnetic hysteresis) là hiện tượng bất thuận nghịch giữa quá trình từ hóa và đảo từ ở các vật liệu sắt từ do khả năng giữ lại từ tính của các vật liệu sắt từ. Hiện tượng từ trễ là một đặc trưng quan trọng và dễ thấy nhất ở các chất sắt từ. Hiện tượng từ trễ được biểu hiện thông qua đường cong từ trễ (Từ độ - từ trường, M(H) hay Cảm ứng từ - Từ trường, B(H)), được mô tả như sau: sau khi từ hóa một vật sắt từ đến một...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Từ trễ Từ trễ (tiếng Anh: magnetic hysteresis) là hiện tượng bất thuận nghịch Từ trễTừ trễ (tiếng Anh: magnetic hysteresis) là hiện tượng bất thuận nghịch giữa quá trình từhóa và đảo từ ở các vật liệu sắt từ do khả năng giữ lại từ tính của các vật liệu sắt từ. Hiệntượng từ trễ là một đặc trưng quan trọng và dễ thấy nhất ở các chất sắt từ.Hiện tượng từ trễ được biểu hiện thông qua đường cong từ trễ (Từ độ - từ trường, M(H)hay Cảm ứng từ - Từ trường, B(H)), được mô tả như sau: sau khi từ hóa một vật sắt từđến một từ trường bất kỳ, nếu ta giảm dần từ trường và quay lại theo chiều ngược, thì nókhông quay trở về đường cong từ hóa ban đầu nữa, mà đi theo đường khác. Và nếu ta đảotừ theo một chu trình kín (từ chiều này sang chiều kia), thì ta sẽ có một đường cong kíngọi là đường cong từ trễ hay chu trình từ trễ. Tính chất từ trễ là một tính chất nội tại đặctrưng của các vật liệu sắt từ, và hiện tượng trễ biểu hiện khả năng từ tính của của các chấtsắt từ.Các tham số • Từ độ bão hòa Là giá trị từ độ đạt được khi được từ hóa đến từ trường đủ lớn (vượt qua giá trị trường dị hướng) sao cho vật ở trạng thái bão hòa từ, có nghĩa là các mômen từ hoàn toàn song song với nhau. Khi đó đường cong từ trễ Từ độ-Từ trường, M(H) có dạng nằm ngang. Từ độ bão hòa là tham số đặc trưng của vật liệu sắt từ. Nếu ở không độ tuyệt đối (0 K) thì nó là giá trị từ độ tự phát của chất sắt từ. Từ độ bão hòa thường được ký hiệu là Ms hoặc Is (chữ s có nghĩa là saturation - bão hòa). • Từ dư Là giá trị từ độ còn giữ được khi ngắt từ trường (H = 0), thường được ký hiệu là Mr hoặc Ir (chữ r có nghĩa là remanent - dư). Từ dư không phải là thông số mang tính chất nội tại của vật liệu mà chỉ là thông số dẫn xuất, phụ thuộc vào các cơ chế từ trễ, các phương từ hoá, hình dạng vật từ... Tỉ số giữa từ dư và từ độ bão hòa Mr/Ms được gọi là từ độ rút gọn hoặc hệ số chữ nhật của đường cong từ trễ (giá trị Mr/Ms càng gần 1 thì đường cong từ trễ càng tiến tới dạng hình chữ nhật).Biên độ dao động của từ trường ngoài khác nhau sẽ tạo ra các đường cong từ trễ khácnhau. • Lực kháng từ Là giá trị từ trường ngược cần đặt vào để triệt tiêu độ từ hóa (M = 0). Lực kháng từ thường được ký hiệu là Hc (Coercivity), đôi khi được gọi là trường đảo từ (nhưng không hoàn toàn chính xác). Lực kháng từ cũng không phải là tham số nội tại của vật liệu mà là tham số ngoại giống như từ dư. Bài chi tiết: Lực kháng từ • Tổn hao năng lượng trễ Là diện tích đường cong từ trễ, là năng lượng tiêu tốn cần thiết cho một chu trình từ trễ, có đơn vị của mật độ năng lượng. • Tích năng lượng từ cực đại Là năng lượng từ lớn nhất có thể tồn trữ trong một đơn vị thể tích vật từ, liên quan đến khả năng sản sinh từ trường của vật từ, thường là tham số kỹ thuật của các nam châm vĩnh cửu và vật liệu từ cứng. Tích năng lượng từ cực đại được xác định trên đường cong khử từ B(H) trong góc 1/4 thứ 2, là điểm có giá trị tích B.H lớn nhất. Tích năng lượng từ là tham số dẫn suất, phụ thuộc vào các tính chất từ nội tại của vật liệu và hình dạng của vật liệu, thường mang ý nghĩa ứng dụng trong các nam châm vĩnh cửu và vật liệu từ cứng. Tỉ số tích năng lượng từ cực đại chia cho tích lực kháng từ và từ dư được gọi là hệ số lồi của đường cong từ trễ, hay hệ số lồi của vật từ.Các cơ chếNguyên nhân cơ bản của hiện tượng từ trễ là sự tương tác giữa các mômen từ có tác dụngngăn cản các mômen từ bị quay theo từ trường. Có nhiều cơ chế khác nhau tạo nên hiệntượng từ trễ, tạo nên các hình dạng đường cong từ trễ khác nhau: • Cơ chế quay các mômen từ Đôi khi còn có tên dài là cơ chế quay kết hợp của các mômen từ, là cơ chế đảo từ khi các mômen từ ghim ở trạng thái định hướng, sau đó đột ngột quay theo chiều của từ trường đảo từ khi từ trường vượt giá trị trường đảo từ. Cơ chế này thường xuất hiện trong các vật liệu sắt từ có cấu trúc gồm các hạt đơn đômen hoặc khi bị đảo từ theo phương của trục dễ từ hóa. Cơ chế này thường tạo ra đường cong từ trễ có dạng hình chữ nhật. • Cơ chế hãm dịch chuyển vách đômen Trong quá trình đảo từ, các mômen từ có xu hướng bị quay theo chiều của từ trường đảo từ, dẫn đến việc các vách đômen bị dịch chuyển. Tuy nhiên, nếu có các tâm tạp, hoặc các sai hỏng, chướng ngại... trên chiều dịch chuyển của vách đômen, chúng có tác dụng hãm sự dịch chuyển của vách đômen và tạo nên hiện tượng trễ. • Cơ chế hãm sự phát triển của mầm đảo từ Mầm đảo từ là một vùng rất nhỏ hình thành trong quá trình từ hóa, có chiều ngược với toàn khối (cùng chiều với trường đảo từ) và có tác dụng như một mầm để kéo ...