히스테리시스란? (Magnetic Hysteresis)

 

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히스테리시스란? (Magnetic Hysteresis)

 

By RockMagnetist - Own work, CC0

 

자계(Magnetic field)가 외부에서 형성되어 있고 내부에 철과 같은 강자성체(ferromagnet)를 배치합니다. 그리고 자계(B)를 증가시키면 위 그림의 중심점이 오른쪽 상단으로 이동 합니다.

즉, 강자성체 내부에 자속 밀도 (Magnetic Flux Density)가 올라가다가 어느 부분까지 가서는 자계를 올려도 자속밀도가 증가 하지 않습니다. 이 지점을 위 그림에서는 Mh로 표기하였고 최대자속밀도라고 합니다.

 

다음으로 자계를 감소 시켜서 0이 되어도 자속밀도는 0이 되지않고 어느정도 남아 있습니다. 자계를 역으로증가 시키면 어느 순간 자속밀도가 0이 됩니다. 이때 자계강도를 보자력(Coervice force)이라고 합니다.

 

역으로 주는 자계를 계속 증가시키면 그림의 왼쪽 하단처럼 어느 순간 자속밀도가 역으로 최대값이 됩니다. 

 

이러한 과정을 거쳐서 위 그림과 같은 형태를 유지하는 것을 히스테리시스 라고 합니다. 

 

 

 

 

히스테리시스 손실 (Magnetic Hysteresis Loss)

 

전기 회로에서 Capacitor, Inductor와 같은 능동소자가 에너지를 저장하듯이 강자성체도 히스테리시스 넓이가 커질 수록 더 많은 에너지가 사용되지 못하고 자기에너지로 저장되게 되는 것입니다. 그리고 에너지는 결국 손실로 연결됩니다. 

 

그래서 이상적인 히스테리시스 곡선은 면적이 좁고 최대 자속 밀도가 높은 형태 입니다. 

 

연자성체(Soft ferret)이 이러한 히스테리시스 특성을 가지고 있습니다. 연자성체에는 Mn-Zn, Ni-Zn, Cu-Zn와 같은 종류들이 있습니다.

 

모터에 들어가는 전자석에 쓰는 재료들이 일반적으로 연자성체를 사용합니다.