Erkunden Sie ferromagnetische Domaenenausrichtung und M-H-Hystereseschleifen mit einem vereinfachten, von Jiles-Atherton inspirierten Modell
Wenn ein ferromagnetisches Material einem externen Magnetfeld H ausgesetzt wird, folgt seine innere Magnetisierung M nicht linear. M bleibt hinter H zurück, da Domänenwände an Kristalldefekten verankert sind. Wenn H auf null zurückkehrt, behält M einen von null verschiedenen Wert (Remanenz Mr). Um M auf null zu reduzieren, muss ein Gegenfeld (Koerzitivität Hc) angelegt werden. Die Hystereseschleife entsteht beim Durchlaufen eines vollständigen H-Zyklus. Die eingeschlossene Fläche repräsentiert die als Wärme dissipierte Energie pro Magnetisierungszyklus.
Diese Visualisierung nutzt eine kompakte, von Jiles-Atherton inspirierte Aktualisierung und kein kalibriertes Materialmodell. Das effektive Feld He = H + αM verschiebt die anhysteretische Magnetisierung Man = Ms·L(He/a), wobei L(x) = coth(x) − 1/x ist. Der Parameter k steuert Pinning und Schleifenbreite, c mischt reversible Antwort mit einem irreversiblen Magnetisierungszustand. Die Zahlenwerte sind normalisierte Lehrwerte.
Transformatoren verwenden weichmagnetische Kerne (niedriges Hc) zur Minimierung von Energieverlusten. Dauermagnete (hartmagnetisch, hohes Hc) halten die Magnetisierung für Motoren und Lautsprecher. Magnetspeicher nutzen Hysterese zur binären Datencodierung als Remanenzrichtungen.
Ziehen Sie den H-Regler, um ein Magnetfeld anzulegen und die M-H-Kurve in Echtzeit zu verfolgen. Auto-Sweep laesst H sinusfoermig zyklieren und bildet die Schleife. Wechseln Sie Materialien, um Koerzitivitaet und Remanenz zu vergleichen. Das Domaenenfeld zeigt Pfeilorientierungen, die zur aktuellen Magnetisierung relaxieren, und markiert starke Richtungswechsel als domaenenwandartige Grenzen.