Ferromagnetisme: verschil tussen versies
Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
k Wijzigingen door 81.82.218.77 (Overleg) hersteld tot de laatste versie door Kwiki |
|||
Regel 7:
Bij het verhogen van de temperatuur zorgt de temperatuurbeweging voor een geleidelijk doorbreken van de spinorde. Bij een bepaalde temperatuur, de [[Curietemperatuur]], stort de ordening ineen doordat de thermische energie groter geworden is dan de energie van de magnetische wisselwerking. Boven ''T''<sub>C</sub> gedraagt het materiaal zich [[paramagnetisme|paramagnetisch]], de reciproke susceptibiliteit uitgezet tegen de absolute temperatuur vormt dan de karakteristieke rechte lijn van een paramagneet. De lijn gaat echter door ''T'' = ''T''<sub>C</sub> in plaats van door ''T'' = 0 [[Kelvin (eenheid)|K]] doordat de wisselwerking tussen de spins wel blijft bestaan, ook al verhindert de thermische energie de ordening.
==Wiskundige beschrijving==
De [[Magnetische permeabiliteit]] <math>\mu = \mu_0 (1 + \chi)</math> en dus ook de [[magnetische susceptibiliteit]] <math>\chi</math> is bij ferromagneten niet constant, maar een niet lineaire functie van aangelegde [[Magnetische veldsterkte|veldsterkte]] H en van de magnetiseringsvoorgeschiedenis. Daarom wordt meestal de (differentiële) magnetische susceptibiliteit <math>\chi</math> als afgeleide van de magnetisering naar de veldsterkte beschouwd. De magnetisering wordt nul in het verzadigingsgebied.
Het verband tussen magnetisering <math>\vec M</math> en [[magnetische fluxdichtheid]] <math> \vec B</math> is:
:<math>\vec B = \mu_0 (\vec H + \vec M) = \mu \vec H</math>
waarbij
:<math>\vec M = \chi \vec H </math>.
Als het materiaal magnetisch verzadigd is, blijft de magnetisering een constante waarde <math>\vec M_S\!</math> behouden, waardoor geldt:
:<math>\vec B = \mu_0 (\vec H + \vec M_S) </math>
==Hysterese-curve==
[[Bestand:Hysteresiskurve.png|thumb|300px|Hysteresecurve]]
Bij het aanleggen van een periodiek wisselend extern magneetveld doorloopt de magnetisering van een ferromagnetisch materiaal een magnetiseringscurve. Uitgaand van "maagdelijk" materiaal met geen netto magnetisering wordt bij eerste maal aanleggen van een extern veld H de blauwe curve doorlopen. Bij het bereiken van de verzadigingsfluxdichtheid <math>B_S\!</math> bij magnetische veldsterkte <math>H_S\!</math> neemt de magnetisering niet verder toe. Als vervolgens het veld wordt omgekeerd, is de magnetisering bij veldsterkte H = 0 nog niet geheel tot nul afgenomen, er is een remanente veldsterkte <math>B_R\!</math> ten gevolge van het nog niet weer in de oorspronkelijke toestand komen van de [[gebiedjes van Weiss]]. Pas als de extern opgelegde veldsterkte een tegengesteld gerichte waarde, de coërcitieve veldsterkte <math>H_C\!</math> heeft bereikt wordt B =0. De oppervlakte van de doorlopen lus bij wisselmagnetisering is een maat voor de verliezen. Materialen met lage waardes van <math>H_C\!</math> en dus kleine hystereselussen worden zacht magnetische materialen genoemd. Is daarentegen <math>H_C\!</math> zeer groot, dan spreekt men van hard magnetisch materiaal.
==Ferromagnetische materiaalsoorten==
De bekendste ferromagneten zijn [[IJzer (element)|ijzer]] en [[nikkel]], maar er zijn een aantal nieuwere materialen die wegens hun bijzonder sterk ferromagnetisch gedrag veel toepassing beginnen te vinden. Zij zijn gebaseerd op de [[lanthanide]] elementen, bijvoorbeeld [[Samarium|Sm]][[Kobalt|Co]]<sub>5</sub> en Fe[[Neodymium|Nd]][[Borium|B]]. Voor praktische toepassing in de [[elektrotechniek]] wordt [[Staal (metaal)|staal]] bewerkt tot gelamineerd transformatorblik. [[Roestvrij staal]] is niet magnetisch hoewel het een groot aandeel ijzer bevat.
==Toepassingen==
| |||