Размагничивание ферромагнита

Метод Столетова (когда магнитные свойства исследуются на кольцевых образцах) не всегда может быть использован. Часто приходится иметь дело с образцами в виде цилиндров, эллипсоидов и т. д., внутреннее поле в которых может существенно отличаться от внешнего благодаря размагничивающему действию полюсов. Однако существует метод, с помощью которого удается по кривой намагничивания, снятой относительно внешнего поля Hе, построить кривую намагничивания относительно внутреннего поля H, т. е. получить истинную кривую намагничивания вещества.
Это оказывается возможным благодаря тому, что с достаточно большой точностью размагничивающее поле Hразм можно считать пропорциональным намагниченности образца J . Таким образом,

Hразм = NJ (18)
где N – размагничивающий фактор образца, зависящий от его формы. Поскольку внутреннее поле

H = Hе – Нразм (19)
то

H = He – NJ (20)

         Рис. 27
На рис. 27 представлены кривые намагничивания для двух случаев. Кривая / – в отсутствие размагничивающего поля, т. е. для случая, когда размагничивающий фактор N = О (случай тороида или бесконечно длинного стержня), кривая 1, очевидно, представляет собой истинную кривую намагничивания вещества; кривая 2 – идущая более полого, снята для образца конечной длины (кривая намагничивания тела), т. е. для случая, когда размагничивающий фактор N отличен от нуля. На рисунке также обозначены значения внешнего поля Hе, размагничивающего поля Hразм и внутреннего поля H, под действием которого происходит намагничивание вещества. Задача, очевидно, заключается в нахождении приема, с помощью которого кривая 2 должна трансформироваться в кривую 1.
Такого рода трансформация возможна, если известен размагничивающий фактор образца и если поле внутри образца достаточно однородно. При помещении образца во внешнее однородное поле внутри образца поле будет также однородным, если образец имеет форму эллипсоида. Во всех остальных случаях поле внутри образца можно считать однородным только приближенно. Поэтому при исследовании кривых намагничивания, если по условиям эксперимента нельзя снять кривые намагничивания на тороидальных образцах, предпочтительнее проводить измерения на образцах, имеющих форму эллипсоида, величина размагничивающего фактора которого может быть точно вычислена. При исследовании образцов цилиндрической формы, когда отношение длины образца к: его диаметру велико, поле внутри образца приближенно можно считать однородным. Внутреннее поле Я по заданному внешнему полю Не чаще всего определяют по методу «среза» Релея.

Практически это производится следующим образом. Из начала координат, во втором квадранте под углом а, удовлетворяющем условию

tga = N
к оси намагниченности проводится прямая, причем любой отрезок, параллельный оси Не и заключенный между этой прямой и осью намагниченности, будет выражать величину размагничивающего поля, помеченного на рис. 28 через h1, h2, h3 и т. д. Откладывая эти отрезки влево от кривой намагничивания тела 2 при тех же значениях намагниченности и проведя через концы этих отрезков кривую, очевидно, получим кривую намагничивания вещества.

         Рис. 28
Размагничивающий фактор N является функцией формы образца. Для тороида и бесконечно длинного стержня N = 0, для шара N = (4/3)pi для бесконечного тонкого диска перпендикулярно плоскости N = 4pi, а параллельно плоскости N = 0, для бесконечно длинного цилиндра перпендикулярно оси N = 2л, а параллельно оси N = 0. В табл. 5 приведены значения размагничивающего фактора для цилиндрических образцов и эллипсоидов вращения при различных значениях отношения осей или длины к диаметру (для цилиндра).

Таблица 5. Значения размагничивающего фактора для цилиндрических образцов и эллипсоидов вращения при различных значениях отношения осей или длины к диаметру (для цилиндра).

Отношение осей или длины к диаметру	N для цилиндров	N для эллипсоидов вращения	Отношение осей или длины к диаметру	N для цилиндров	N для эллипсоидов вращения
0	12,56	12,56	20	0,0777	0,0851
1	3,4	4,18	50	0,01622	0,01812
2	1,76	2,18	100	0,00453	0,00541
5	0,502	0,702	500	0,000176	0,000297
10	0,216	0,255