Magnetic Hysteresis   자기 이력, 자기 히스테리시스

(2023-03-14)

히스테리시스 , 잔류 자기, 보자력, B-H 곡선, 자화 곡선


1. 자기 이력 (Magnetic Hysteresis) 현상강자성체 물질에서의 중요 특징
     - 외부 인가 자기장(H)에 반응하는 자속밀도(B)의 변화에서, 비선형적인 이력(잔존) 특성 보임
        . 즉, 외부 자기장을 제거해도, 원래로 되돌아가지 않고, 일정 자화량이 잔존함


2. 자기 이력 현상의 특징

  ㅇ 통상, 
     - 자상체의 자화는, 외부 자기장에 단순 비례한다고 가정하나,
        . (선형,등방성,균일 물질에서의 자화 특성 : M = χmH)
     - 강자성체의 경우는, 그렇지 않음

  ㅇ 강자성체자화는,
     - 초기에는 비교적 서서히 증가하나, (O-P1 구간)
     - 그 한계를 넘으면 급격히 증가함 (P1-P2 구간)
     - 그후로도 계속되는 자기장 증가는 자기포화(magnetic saturation)되어,
       자기포화 Bm 상태의 P3점에 도달 함
     - 그후 자기장을 제거하여도 자화가 사라지지 않고,
     - 잔류 자속밀도 Br가 남게되는데 이를 잔류자화(Residual 또는 Remanent)라 함
          

  ㅇ 한편, 모든 자기 재료는, 저마다 고유한 자화 특성 곡선을 갖음


3. 자기 이력 관련 주요 용어

  ㅇ 자기 이력 곡선, B-H 곡선 (Magnetic Hysteresis Curve)
     - 외부 인가장 H에 따른 자속밀도 B의 변화 곡선
        . 강자성체의 자기적 특성을 종합적으로 보여줌

  ㅇ 자화 곡선, 자화 특성 곡선 (Magnetization Curve)
     - 주로, 위 곡선에서 O-P1-P2-P3 구간
     - P1-P2 구간에서의 기울기가 크면 클수록, 
        . 외부 자계자구들이 민감하게 반응하며, 자화가 잘되는 자기재료 임

  ㅇ 자기 포화 (Magnetic Saturation)
     - 강자성체에서 가능한 최대 자화

  ㅇ 잔류 자기 / 잔류 자계 / 잔류 자속 
       (Residual Field, Residual Flux, Residual Magnetism, Remanence)
     - 위 그림에서 O - Br
        . 이때의 자속을 0 으로 하려면, 보자력을 반대 방향으로 인가 필요

  ㅇ 보자력 (Coercive Force, Coercive Magnetomotive Force)
     - 외부 자장 H = 0 에서 잔류 자속밀도 Br를 0 이 될 때까지, 
       역방향으로 인가할 필요가 있는 자장의 크기
        . 잔류 자기의 안정도의 척도가 됨
        . 영구자석의 경우(경 자성재료)에는 클수록 좋으나, 
          고 투자율 재료(연 자성재료)의 경우에는 작을수록 좋음

  ㅇ 자기 이력 (Magnetic Hysteresis)
     - 자기장 제거시에도 가역적인 P3-P2-P1-O 구간을 따르지 않음
     - 즉, 자화의 상태 B가 현재의 자계 H에 따라 일의적(단일 값)으로 정해지지
       않고 현재의 상태에 이르기까지의 이력에 따라 달라지는 비선형적 현상

강자성
   1. 강자성체   2. 자기 포화   3. 자기 이력   4. 자구   5. 자기 재료 응용  


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