You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
10.7. EPÄLINEAARISET ENERGIAHÄVIÖT 129Ferromagnetismin vastakohtana on tilanne, jossa järjestyneen vastakkaissuuntaisistaspineistä muodostuvan rakenteen magneettinen momentti onnolla. Tällaista ainetta kutsutaan antiferromagneetiksi. Vielä yleisempijärjestynyt rakenne on sellainen, jossa on vastakkaisia spinejä, muttakuitenkin nollasta poikkeava kokonaismagneettimomentti. Tällaisia aineitakutsutaan ferriiteiksi. Niitä ovat esimerkiksi tietyt rautaoksidit (MOFe 2 O 3 ,missä M on jokin kaksivalenssinen metalli-ioni). Tunnetuin ferriitti lieneemagnetiitti (Fe 3 O 4 ). Ferriittien teknologinen merkitys on niiden korkeissamagnetoituman kyllästymisarvoissa ja huonossa sähkönjohtavuudessa. Ferriittientyypilliset resistiivisyydet ovat luokkaa 1–10 4 Ωm, kun raudan resistiivisyyson vain 10 −7 Ωm. Ferriittejä käytetään etenkin korkeataajuuslaitteissa,joissa pyörrevirtoihin liittyvä energianhäviö on ongelma.10.7 Epälineaariset energiahäviötTodellinen makroskooppinen ferromagneetti käyttäytyy huomattavasti molekyylitasoarakeisempana. Aine koostuu ferromagneettisista alueista, jotkaovat magnetoituneet eri suuntiin ja joiden välillä on suuruusluokkaa 100atomin paksuisia seiniä. Kun nämä alueet järjestyvät uudelleen ulkoisenmagneettikentän muuttuessa, syntyy kitkaa, joka kuluttaa energiaa. Tarkasteltaessaaiemmin sähkömagneettista energiaa väliaineet oletettiin lineaarisiksi.Ferromagneettinen aine on kuitenkin epälineaarista ja eteen tulee kysymys,mitä tapahtuu, kun hystereesisilmukkaa kierretään ympäri. Tämän selvittämiseksitarkastellaan virtapiiriä, jonka muodostaa ferromagneettisen aineenympärille kierretty kela (N kierrosta), johon ulkoinen energian lähde syöttäävirtaa.Jos magneettivuo kelan läpi muuttuu tekijällä δΦ, niin ulkoinen energianlähdetekee sähkömotorista voimaa vastaan työnδW b = NIδΦ (10.35)Ajatellaan ferromagneetti pätkäksi magneettista silmukkaa eli aluetta, jossamagneettikenttä poikkeaa nollasta. Tällöin kelan kohdalla Amperen kiertosäännönmukaan NI = ∮ H · dl. Merkitsemällä magneettisen silmukanpinta-alaa dl:n kohdalla A:lla saadaan∮∮∫δW b = δΦ H · dl = AδB · H dl = δB · H dV (10.36)Mikäli ferromagneetti käyttäytyy reversiibelisti, saadaan systeemin magneettinenenergia integroimalla magneettivuon tiheys arvosta B = 0 lopulliseenarvoonsa. Lineaariselle aineelle tulos on luvusta 8 tuttuU = 1 ∫H · B dV (10.37)2VV
Change language