Pętla histerezy i jej zastosowanie w zapisie magnetycznym

Pętla histerezy i jej zastosowanie w zapisie magnetycznym
Pętla histerezy i jej zastosowanie w zapisie magnetycznym
Anonim

W takim czy innym stopniu wszystkie substancje mają właściwości magnetyczne, jednak te z nich, które należą do klasy ferromagnetyków, mają swoją własną strukturę, która pozwala im zachować ukierunkowane pole. Ta jakość jest szeroko stosowana do zapisywania informacji o warstwach, których powierzchnię można zorientować, tworząc „pamięć”. Podczas namagnesowania wykorzystywane jest zjawisko fizyczne, które można opisać słowem „opóźnienie”. Graficznie jest reprezentowana przez tzw. pętlę histerezy.

pętla histerezy
pętla histerezy

Ferromagnesy mają zdolność magnesowania się samoistnie, ich struktura molekularna zawiera domeny, czyli centra namagnesowania, jednak wielokierunkowość linii sił wzajemnie się kompensuje ich działanie, a więc kawałek zwykłego żelaza lub niklu nie wytwarza własnego pola magnetycznego.

Aby ferromagnes stał się magnesem, pola magnetyczne domen muszą być zorientowane w jednym kierunku, dla którego muszą być poddane działaniu pola zewnętrznego, podczas którego pojawia się pętla histerezy.

pętla histerezy to
pętla histerezy to

Zwiększenie intensywności pola magnetycznego wokół ferromagnesu prowadzi do wcześniejszej orientacjidomeny chaotyczne i własne pole skierowane, natomiast wykres tych dwóch parametrów ma górny punkt nasycenia, w którym materiał staje się jednodziedzinowy. Przy tworzeniu pola w przeciwnym kierunku możliwe jest osiągnięcie niższego punktu nasycenia, ale linia wykresu nie powtórzy swojego bezpośredniego przebiegu, ale zostanie cofnięta, ponieważ do przeorientowania domen potrzebna jest dodatkowa energia. Pętla histerezy jest graficznie wyrażoną pętlą niejednoznaczności wartości natężenia w odniesieniu do indukcji w kierunku do przodu i do tyłu.

pętla histerezy ferromagnesu
pętla histerezy ferromagnesu

W rzeczywistości wiele procesów mechanicznych charakteryzuje się również opóźnieniem związanym ze zmianą kierunku działania na przeciwny. Na przykład pod wpływem odkształceń sprężystych ciała zmieniają również niejednoznacznie swoje wymiary, a ich wykresy są tą samą pętlą histerezy. Bezwładność jest nieodłącznym elementem każdego procesu fizycznego.

Właściwość ferromagnesów do zatrzymywania magnetyzacji jest podstawą zasady zapisu magnetycznego.

W pierwszych magnetofonach taśmowych jako nośnik zastosowano drut żelazny, który przechodząc przez głowicę nagrywającą, która jest cewką indukcyjną, był namagnesowany w zależności od natężenia wytwarzanego przez niego pola. Następnie, w miarę ulepszania sprzętu, zaczęto stosować taśmę z nałożoną warstwą sproszkowanej substancji, która ma silniejsze właściwości magnetyczne, jednak ogólna zasada pozostała niezmieniona. Pętla histerezy ferromagnesu stwarza warunki do zachowaniate informacje o materiale.

Taśmy domowe są dziś praktycznie nieużywane, nie oznacza to jednak, że zasada ich działania straciła na znaczeniu. We współczesnych komputerach ta sama zasada rejestracji magnetycznej, która opiera się na pętli histerezy, jest wykorzystywana do gromadzenia informacji na dyskach twardych.

Zalecana: