Кіріспе

Кейбір магниттік материалдардың ерекшелігі Кейбір магниттік материалдарда қанығу – H сыртқы магниттік өрісінің күшін арттырғанның өзінде материалдың магниттелуі одан әрі өспейтін жағдай, сондықтан жалпы магниттік ағын тығыздығы B көтеріліп, бірақ белгілі бір деңгейде тоқталады. (Дегенмен, парамагнетизмге байланысты магниттелу өріс күшімен өте баяу өсуін жалғастыра береді.) Қанығу – темір, никель, кобальт және олардың қорытпалары сияқты ферромагниттік және ферримагниттік материалдардың қасиеті. Әртүрлі ферромагниттік материалдардың қанығу деңгейі әртүрлі болады.

Сипаттама

Қанығу ең анық заттың магнетизация қисығында (БХ қисығы немесе гистерезис қисығы деп те аталады) көрінеді, қисықтың оңға қарай иілуі арқылы (оң жақтағы графикті қараңыз). H өрісі ұлғайған сайын, B өрісі асимптотикалық түрде максималды мәнге, яғни заттың қанығу деңгейіне жақындайды. Техникалық тұрғыдан алғанда, қанығудан жоғары B өрісі өсуін жалғастырады, бірақ парамагниттік жылдамдықпен, бұл қанығудың астындағы ферромагниттік жылдамдықтан бірнеше есе кішідір. Магниттеу өрісі H пен магнит өрісі B арасындағы қатынасты магниттік өткізгіштік ретінде немесе салыстырмалы өткізгіштік ретінде де көрсетуге болады, мұнда – вакуумдық өткізгіштік. Ферромагниттік материалдардың өткізгіштігі тұрақты емес, ол H-ге тәуелді. Қанықтырылатын материалдарда салыстырмалы өткізгіштік H-мен бірге максимумға дейін артады, содан кейін қанығуға жақындағанда кері өзгереді және бірге қарай төмендейді. Әртүрлі материалдардың қанығу деңгейі әртүрлі. Мысалы, трансформаторларда қолданылатын жоғары өткізгіштігі бар темір қорытпалары 1,6–2,2 теслаға (Т) дейін магниттік қанығуға жетеді, ал ферриттер 0,2–0,5 Т-қа дейін қанықтырады. Кейбір аморфты қорытпалар 1,2–1,3 Т-да қанықтырады. Мю-металл шамамен 0,8 Т-да қанықтырады.

Түсіндірме

Ферромагниттік материалдар (мысалы, темір) магниттік домендер деп аталатын микроскопиялық аймақтардан тұрады, олар өздерінің магниттелу бағытын өзгерте алатын кішкентай тұрақты магниттер сияқты әрекет етеді. Материалға сыртқы магнит өрісі қолданылғанға дейін домендердің магнит өрістері кездейсоқ бағытта бағытталып, бірін-бірі жояды, сондықтан сыртқы магнит өрісі өте аз болады. Сыртқы магниттеу өрісі H материалға қолданылған кезде, ол материалға еніп, домендерді реттейді, олардың кішкентай магниттік өрістері сыртқы өріске параллель бұрылып, тураланады, қосылып, материалдан шығатын үлкен магниттік өріс B құрайды. Бұл магнетизация деп аталады. Сыртқы магнит өрісі H неғұрлым күшті болса, домендер соғұрлым тураланады, нәтижесінде магнит ағынының тығыздығы B артады. Әрине, белгілі бір сыртқы магнит өрісінде домен қабырғалары қозғала алатын шегіне жетеді және домендер кристалдық құрылымға мүмкіндік беретінше реттеледі, сондықтан сыртқы магнит өрісін одан әрі арттырғанда домен құрылымында едәуір өзгеріс болмайды. Магниттелу шамасы дерлік тұрақты болып қалады және қаныққан деп есептеледі. Қанығу кезіндегі домендік құрылым температураға тәуелді. Магниттік өзекті қанықтыру үшін қажетті орама арқылы өтетін ток, көптеген индукторлар мен трансформаторлардың техникалық сипаттамаларында өндірушілер көрсетеді. Екінші жағынан, қанығу кейбір электрондық құрылғыларда қолданылады. Қанығу доғалық дәнекерлеуде қолданылатын қанықтырылатын өзекті трансформаторларда және кернеуді реттегіш ретінде қызмет ететін феррорезонанстық трансформаторларда токты шектеу үшін пайдаланылады. Біріншілік ток белгілі бір мәннен асқанда, өзекті қанығу аймағына итеріп, екіншілік ток одан әрі өсуін шектейді. Күрделірек қолданыста, қанықтырылатын өзекті индукторлар мен магниттік күшейткіштер индуктордың кедергісін басқару үшін жеке орама арқылы тұрақты ток қолданады. Басқару орамасындағы токтың өзгеруі жұмыс нүктесін қанығу қисығы бойынша жоғары және төмен жылжытады, индуктор арқылы өтетін айнымалы токты басқарады. Бұлар өзгермелі люминесцентті шамдардың балластарында және қуатты басқару жүйелерінде қолданылады. Қанығу флюксгейт магнитометрлері мен флюксгейт компастарында да пайдаланылады. Кейбір аудио қолданыстарында аудио сигналға бұрмалау енгізу үшін қанықтырылатын трансформаторлар немесе индукторлар мақсатты түрде қолданылады. Магниттік қанығу жұп емес гармоникаларды тудырады, әдетте төменгі және орта жиілік диапазонында үшінші және бесінші гармоникалық бұрмалауды енгізеді.