Die Hysteresekurve
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Materie im
Magnetfeld |
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Bringt man
einen Stoff in ein Magnetfeld ein, so ändert sich die mag.
Flussdichte B. Die Veränderung der mag. Flussdichte wird mit der
Permeabilitätszahl µr erfasst. |
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Ferromagnetische Stoffe verstärken das Magnetfeld. Die
Permeabilitätszahl µr nimmt hier Werte von
1000 bis zu 200000 an. Die Verstärkung des Magnetfeldes
erfolgt durch die Magnetisierung des eingebrachten Stoffes.
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experimentelle Aufnahme |
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Die mag.
Flussdichte Br wächst mit der Stromstärke bzw. der mag.
Flussdichte B0 . Br wächst jedoch nicht
proportional zu I bzw. Bo. Sind alle
WEISSschen
Bezirke ausgerichtet, so kann keine weitere Verstärkung des
Magnetfeldes mehr erfolgen. Bei Punkt
A tritt eine Sättigung
ein.
Zum Beginn der Messung liegen die
Messwerte auf der Neukurve. |
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Wird der
Spulenstrom wieder reduziert, so verringert sich auch die Stärke des
Magnetfeldes. Fließt kein Strom mehr durch die Spule bleibt
ein Magnetfeld bestehen.
Þ
BR -
Remanenzflussdichte
Obwohl kein äußeres Magnetfeld mehr
existiert, bleiben einige der
WEISSschen
Bezirke ausgerichtet.
Ihr kennt diesen Effekt aus
den Klassen 5 bzw. 6, als ihr mit einem Magneten eine
Stricknadel magnetisiert habt, um damit einen
Kompass zu bauen. |
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Um die
Remanenzflussdichte BR zu kompensieren, muss
ein entgegen gesetztes Feld der Stärke B wirksam werden.
Dieses erreicht man durch eine Umpolung der Stromquelle. (s.o.)
Bei einem noch stärkeren Gegenfeld baut
sich ein Magnetfeld in entgegen gesetzter Richtung auf.
Bei C tritt analog zu Punkt
A eine
Sättigung ein. |
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Nimmt der
Strom wieder ab, so nimmt auch die mag. Flussdichte BR
ab. Für I = 0 bzw. B0 = 0
bleibt ein Magnetfeld bestehen. (s.o.)
Fließt der Strom wieder in die andere
Richtung, so schließt sich die Kurve bei A.
Die Neukurve wird
nicht wieder durchlaufen. Hierzu muss der verwendete
Spulenkern entmagnetisiert sein. Dafür gibt es mehrere
Möglichkeiten:
- Erwärmen über die
Curie - Temperatur
- starke Erschütterung
- Anlegen einer Wechselspannung und
diese langsam auf 0 reduzieren
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Die farbige
Darstellung verdeutlicht die Stromrichtung bzw. die Richtung des von
außen angelegten Magnetfeldes B0. |
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magnetisch
weich Þ
kleine Remanenz |
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magnetisch
hart Þ
hohe Remanenz |
Die von der Hystersekurve umschlossene
Fläche ist ein Maß für die Energie, die zur völligen magnetischen
Umorientierung aufgewendet werden muss. Die Energie tritt
innerhalb des genutzten Materials als Wärme auf.
- Welche Materialien sind nun
besser geeignet???
Das hängt vom Einsatz und der
Bestimmung ab. Datenträger müssen beständig sein, sie sollen
ihre Informationen lange und zuverlässig in Form mag. Orientierungen
speichern. Transformatoren dagegen sollen ohne große Verluste
ihre magnetische Orientierung bei einer Netzfrequenz von 50 Hz,
100 mal pro Sekunde ändern. |
... in
Arbeit ... |
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