ساختار حوزه مغناطیسی و تاثیر آن Magnetic Domains

مواد مغناطیسی مانند آهنرباهای دائمی از چندین حوزه ی مغناطیسی جداگانه تشکیل شده اند. ساختار حوزه مغناطیسی یک ماده مسئول ویژگی های مغناطیسی آن است. هر حوزه، منطقه ای است که یک جهت یکنواخت مغناطیسی دارد، با این حال، حوزه های مختلف ممکن است جهت های مختلف مغناطیسی داشته باشند. در طول فرآیند تولید آهنربا، آهنرباهای الکتریکی هر حوزه را تراز می کنند و انرژی مغناطیسی لازم را تأمین می‌کنند.

ما می دانیم که آهنرباها به همه چیز جذب نمی شوند. اگر آهنربا را روی دیوار چوبی بگذاریم، می افتد. به طور کلی، آهنرباها به اجسامی که از فلزات آهن، نیکل یا کبالت ساخته شده اند جذب می شوند. به این مواد مواد فرومغناطیسی می گویند. دلیل چسبیدن آهنرباها به این فلزات به دلیل ویژگی خاصی در اتم های داخل این فلزات است. در بسیاری از مواد دیگر که مغناطیسی نیستند، گشتاورهای مغناطیسی اتم های داخل همگی در جهت های تصادفی هستند که یکدیگر را خنثی می کنند. در مواد فرومغناطیسی، اتم ها ساختارهایی به نام دامنه تشکیل می دهند. دامنه ناحیه ای در داخل یک ماده است که در آن گروه هایی از گشتاورهای مغناطیسی به طور طبیعی در یک جهت قرار می گیرند.

ممکن است دامنه های متعددی در یک شی وجود داشته باشد. وقتی میدان مغناطیسی خارجی وجود نداشته باشد، دامنه ها نیز به طور تصادفی جهت دهی می شوند تا میدان مغناطیسی خالص وجود نداشته باشد. با این حال، هنگامی که یک میدان مغناطیسی خارجی وجود داشته باشد، دامنه ها می چرخند و با میدان مغناطیسی خارجی هماهنگ می شوند. هنگامی که همه یا بیشتر حوزه ها در یک جهت تراز شوند، کل جسم در آن جهت مغناطیسی شده و به یک آهنربا تبدیل می شود.

فرآیند استفاده از میدان مغناطیسی برای مغناطیس کردن جسم دیگر را القاء می نامند. هنگامی که یک آهنربا القا شد، تا زمانی که حوزه های آن در یک راستا قرار دارند، میدان مغناطیسی خود را تولید می کند.

هنگامی که یک آهنربا را القا کردیم، وقتی میدان مغناطیسی خارجی حذف شد، می توانیم اثر جالبی را مشاهده کنیم. بسته به ماده، دامنه ها حتی پس از از بین رفتن میدان خارجی در یک جهت کنار هم قرار می گیرند. دامنه ها فوراً به حالت عادی باز نمی گردند. این تمایل به همسو ماندن هیسترزیس نامیده می شود. هیسترزیس چیزی است که به ما امکان می دهد آهنرباهای دائمی بسازیم. برای ساختن آهنرباهای دائمی، مواد خام را می گیریم، هر شکلی که می خواهیم ایجاد می کنیم و سپس مواد را در یک میدان مغناطیسی بسیار قوی قرار می دهیم. دامنه های داخل ماده با میدان مغناطیسی همسو می شوند و وقتی میدان را حذف می کنیم، دامنه ها در یک راستا می مانند و اکنون یک آهنربای جدید داریم. در حالی که این آهنرباها واقعا "دائمی" نیستند، دامنه های برخی از آهنرباها تا آخر عمر مفید خود به حالت اولیه باز نمی گردند.