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Hystereseschleife

Der erste Quadrant beschreibt das Aufmagnetisierungsverhalten des Werkstoffes. Durch Anlegen einer magnetischen Feldstärke H werden die magnetischen Momente parallel zum äußeren Magnetfeld ausgerichtet. Sind alle magnetischen Momente ausgerichtet, spricht man von Sättigungsmagnetisierung.

Der zweite Quadrant der Hystereseschleife beschreibt die Entmagnetisierungskurve. Der Verlauf der Entmagnetisierungskurve und ihre Anfangs- und Endwerte Remanenz Br und die Koerzitivfeldstärke Hc kennzeichnen die wesentlichen magnetischen Eigenschaften eines Dauermagneten. Die her abgebildeten Kurven entsprechen jeweils Mittelwerten.

Im dritten und vierten Quadranten werden die B-Kurve und die J-Kurve punktsymmetrisch gespiegelt, d.h., die Magnetisierung ist um 180°C gedreht.

  • Punkt 1:
    x-Achse: magnetische Feldstärke H [kA/m]
    Die x-Achse beschreibt die von außen angelegte magnetische Feldstärke H.
  • Punkt 2:
    y-Achse: magnetische Flussdichte B/magnetische Polarisation J [mT]
    Die y-Achse beschreibt die magnetische Flussdichte B im Magneten und die magnetische Polarisation J.
  • Punkt 3:
    Die B-Kurve beschreibt die magnetische Flussdichte (magnetische Induktion) B [mT] im Magneten, abhängig von der von außen angelegten magnetischen Feldstärke.
  • Punkt 4:
    Die J-Kurve beschreibt den Beitrag des Magnetwerkstoffes zur magnetischen Flussdichte, abhängig von der von außen angelegten magnetischen Feldstärke (J = B-µ0 • H) [mT].
  • Punkt 5:
    Die Remanenz Br [mT] ist die verbleibende Magnetisierung in einem magnetischen Werkstoff (Feldstärke H = 0 kA/m), der in einem geschlossenen Kreis bis zur Sättigung magnetisiert wurde.
  • Punkt 6:
    Die Koerzitivfeldstärke HCB [kA/m] ist diejenige magnetische Feldstärke, bei der die magnetische Flussdichte eines vorher bis zur Sättigung magnetisierten ferromagnetischen Werkstoffes auf 0 zurückgeht.
  • Punkt 7:
    Die Koerzitivfeldstärke HcJ [kA/m] ist diejenige magnetische Feldstärke, bei der die magnetische Polarisation eines vorher bis zur Sättigung magnetisierten ferromagnetischen Werkstoffes auf 0 zurückgeht.
  • Punkt 8/9:
    In dem Diagramm sind Hyperbeln eingezeichnet, bei denen das Produkt B • H konstant ist. Die die B-Kurve tangierende Hyperbel beschreibt die maximale Energiedichte (B • H)max  [kJ/m3].
  • Punkt 10:
    Die Arbeitsgerade beschreibt die Eigenschaften des magnetischen Kreises. Ihr Winkel ist abhängig von der Magnetgeometrie und den im Magnetkreis vorhandenen weichmagnetischen Flussleitlücken.
    Wird der Permanentmagnet ohne Eisenumgebung eingesetzt, hängt der Winkel der Arbeitsgeraden nur von der Magnetgeometrie ab. Bei Systemen mit weichmagnetischen Flussleitstücken ist der Winkel der Arbeitsgeraden abhängig von Verhältnis Luftspalt zur Magnetlänge. Ein von außen angelegtes Feld (Feldstärke H 0) bewirkt eine Parallelverschiebung der Arbeitsgeraden.
  • Punkt 11:
    Der Arbeitspunkt wird durch den Schnittpunkt der Arbeitsgeraden mit der B-Kurve definiert. Er beschreibt den Punkt auf der Entmagnetisierungskurve, der die Werte der magnetischen Flussdichte und der magnetischen Feldstärke im Arbeitszustand darstellt. Der Arbeitspunkt des Dauermagneten muss unter Berücksichtigung von Temperatureinflüssen (Temperaturkoeffizient von Br und HCJ) und äußeren Gegenfeldern stets im geradlinigen Bereich der Entmagnetisierungskurve liegen. Verschiebt sich der Arbeitspunkt in den Bereich der Krümmung, wird der Magnet teilweise entmagnetisiert (irreversible Verluste).
  • Punkt 12:
    In unseren Diagrammen sind Hilfslinien zur Bestimmung der Arbeitsgeraden von Rundmagneten ohne Eisenumgebung eingezeichnet. Zur Konstruktion der Arbeitsgeraden wird eine Verbindungslinie zwischen dem Nullpunkt des Diagramms und dem Faktor h:D gezeichnet. Der Faktor h:D beschreibt das Verhältnis Höhe zu Durchmesser des Magneten. Dabei ist zu beachten, dass der Winkel der Arbeitsgeraden innerhalb eines Magneten variiert, während die hier aufgeführten Diagramme lediglich Mittelwerte abbilden. Bei sehr kleinem h:D- Verhältnis (< 0,3) sollte man zudem berücksichtigen, dass der Arbeitspunkt im Zentrum des Magneten deutlich niedriger liegt.
  • Punkt 13:
    Die Neukurve beschreibt die magnetische Flussdichte bzw. die magnetische Polarisation, abhängig von der außen angelegten magnetischen Feldstärke beim ersten Aufmagnetisieren des Magneten.
  • Punkt 14:
    Ist der Magnet vollständig aufmagnetisiert, steigt die Polarisation mit zunehmender magnetischer Feldstärke nicht weiter an.
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