Изучайте ориентацию ферромагнитных доменов и петли M-H с помощью упрощенной модели, вдохновленной Джайлсом-Атертоном
Когда ферромагнитный материал подвергается воздействию внешнего магнитного поля H, его внутренняя намагниченность M не следует за H линейно. M отстаёт от H из-за закрепления доменных границ на кристаллических дефектах. Когда H возвращается к нулю, M сохраняет ненулевое значение — остаточную намагниченность (Mr). Чтобы вернуть M к нулю, необходимо приложить обратное поле — коэрцитивную силу (Hc). Полный цикл H создаёт характерную петлю гистерезиса. Площадь петли представляет энергию, рассеиваемую в виде тепла за цикл намагничивания.
Эта визуализация использует компактное обновление, вдохновленное моделью Джайлса-Атертона, а не откалиброванную модель материала. Эффективное поле He = H + αM сдвигает ангистерезисную намагниченность Man = Ms·L(He/a), где L(x) = coth(x) − 1/x. Параметр k управляет закреплением и шириной петли, а c смешивает обратимый отклик с необратимым состоянием. Численные значения нормированы и служат для обучения.
Трансформаторы используют магнитомягкие сердечники (низкий Hc) для минимизации потерь энергии. Постоянные магниты (магнитотвёрдые, высокий Hc) сохраняют намагниченность в двигателях и динамиках. Магнитные накопители используют гистерезис для кодирования двоичных данных как направлений остаточной намагниченности.
Перемещайте ползунок H, чтобы приложить поле и наблюдать кривую M-H. Авто-развертка циклически меняет H по синусоиде и формирует петлю. Переключайте материалы для сравнения коэрцитивности и остаточной намагниченности. Панель доменов показывает ориентации стрелок, релаксирующие к текущей намагниченности, и выделяет резкие изменения как границы, похожие на доменные стенки.