1. 자화 (Magnetization)
ㅇ 자계 중에 놓여진 물체가 자성을 띄는 것
- 외부 자계에 의해 자성체 내 자기모멘트가 생기거나 반응(일정하게 배열)하는 것
- 자기력에 의해 영향을 받아 자석 처럼 되는 것
2. 자화의 정의 : 자화 세기 (또는 자화 벡터)
ㅇ 자기장 H에 의해, 매질 내부에 자기모멘트 m를 형성하는 정도를 나타냄
ㅇ 자성체가 자화되는 정도를 정량적으로 표현한 벡터 : M
- M = limΔv→0 ( ∑m / Δv ) = χmH [A/m]
. 자기쌍극자모멘트의 체적 밀도
. 단위 체적 당 자기쌍극자모멘트의 벡터 합
ㅇ 자화 단위 M : [A/m]
- 자성체가 자화되는 정도를 정량적으로 표현
※ `유전체 분극` 및 `자성체 자화` 간의 비교
- 분극 : D = εE = ε0εrE = ε0(1+χe)E = ε0E + P [C/㎡]
. P : 전기쌍극자 벡터 합에 대한 체적 평균을 나타내는 분극 벡터의 크기
.. 유전체에, 외부 전계에 의해, 전기쌍극자로써 분극되는 정도(크기)를 나타냄
- 자화 : B = μH = μ。μrH = μ。(1+χm)H = μ。(H + M) [T(Tesla)]
. M : 자기쌍극자 벡터 합에 대한 체적 평균을 나타내는 자화 벡터의 크기
.. 자성체에, 외부 자기장에 의해, 자기쌍극자로써 자화되는 정도(크기)를 나타냄
3. 자화 M, 자속밀도 B 관계
ㅇ B = μ。(H + M) = μ。(1+χm)H = μ。μrH = μH [T]
- 진공중에서 M = 0, χm = 0, μr = 1, μ=μ。
. (χm : 자화율, μ : 투자율, μr : 비투자율)
※ 위에서,
- 자화 M은, 외부 자기장에 의해 자성체 매질이 영향받는(자화되는) 특성을 반영함
- 자속밀도 B은, 자화된 물질에서 비롯되는 (자기유도), 자속의 밀도 량
4. 자화에 필요한 일
ㅇ 외부로부터 일의 공급이 필요
- 강자성체를 자화시키는 것은,
- 내부 자기모멘트를 외부 자계 방향으로 정렬시키는 것이므로,
- 이때, 일이 필요함
[#W#]
자화 일[# \; = \int^b_a \mathbf{H} \cdot d\mathbf{B} #]
. H : 외부 인가 자기장, B : 자기유도된 자속밀도
ㅇ 일의 량(量) : 자기 히스테리시스 곡선이 취하는 면적에 해당함
ㅇ 일의 효과 : 에너지 변환되어 열로 나타남
- 즉, 열이 되어 강자성체 내에서 손실되며, 이를 히스테리시스 손이라고 함
- 이 손실은, 교류 권선 내에 넣은 철심이 가열되는 원인이 됨