A Peculiarity of the Magnetization of a Ferromagnet by An Alternating Field

Yu.Ya. Reutov

doi:10.17804/2410-9908.2020.6.035-047

Yu.Ya. Reutov

A PECULIARITY OF THE MAGNETIZATION OF A FERROMAGNET BY AN ALTERNATING FIELD

DOI: 10.17804/2410-9908.2020.6.035-047

It has been experimentally established that the demagnetizing field of the magnetic poles formed at the ends of an open ferromagnetic cylinder decreases with increasing frequency of the magnetizing field due to a decrease in their size under the influence of the surface effect. For this reason, as the frequency of the magnetizing external field increases, the internal field in a ferromagnetic cylinder near the surface approaches it in amplitude. In addition, it has been found that the field on the surface of a ferromagnetic rod magnetized by an alternating field significantly exceeds the latter in strength with increasing frequency of this field.

Acknowledgement: The work was performed under the state assignment from The Ministry of Education and Science of Russia (theme Diagnostics, No. AAAA-A18-118020690196-3).

Keywords: alternating magnetic field, surface effect, demagnetizing coefficient, magnetic poles, surface effect, eddy currents, internal field, penetration depth, Hall effect, microchip

References:

Dorofeyev A.L. Nerozrushayushchiye ispytaniya metodom vikhrevykh tokov [Non-destructive eddy current testing]. Moscow, «Оborongiz» Publ. , 1961, 158 р. (In Russian).
Lammeraner J., Štafl M. Vikhrevye toki, per. s chesh. [Vířivé proudy, Státní nakladatelství technické literatury, Praha, 1964]. Moscow, Leningrad, Energiya Publ., 1967, 208 p. (In Russian).
Gerasimov V.G., Ostanin Yu.Ya., Pokrovskij A.D., Sukhorukov V.V., Chernov L.A. Nerazrushayushchiy control kachestva izdeliy elektromagnitnymi metodami [Nondestructive Quality Testing of Articles by Electro-magnetic Methods]. Moscow, Energiya Publ., 1978, 216 p. (In Russian).
Nerazrushayushchiy control, pod red. V.V. Kluyeva, t. 2 [Non-destructive Testing, Kluyev V.V., ed., vol. 2]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 2005, 688 p. (In Russian).
Reutov Y.Y., Shcherbinin V.E. On complex permeability in eddy-current flaw detection, defektoskopiya. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2012, vol. 48, no. 12, pp. 693–699. DOI: 10.1134/S1061830912120054.
Reutov Yu.Ya. The causes of the hodograph anomalies of a vortex-current converter. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2012, vol. 51, no. 12, pp. 759–767. DOI: 10.1134/S1061830915120086.
Reutov Yu.Ya. A generalized eddy current parameter: applicability boundaries. Elektrichestvo, 2016, no. 7, pp. 42–50. (In Russian).
Arkadev V.K. Elektromagnitnye processy v metallakh, ch. 2 [Electromagnetic Processes in Metals]. Moscow, Leningrad, NKTP SSSR, Obed. Nauch.-tekhnicheskoe izd-vo, Glavnaya Red. Energeticheskoy Literatury Publ., 1934–1936. (In Russian).
Chechernikov V.I. Magnitnye izmereniya [Magnetic Measurements]. Moscow, Izdatelstvo Moskovskogo Universiteta Publ., 1969, 386 p. (In Russian).
Turowski Janusz. Tehnicheskaya elektrodinamika, per. s polsk. [Elektrodynamika techniczna]. Moscow, Energiya Publ., 1974, 488 p. (In Russian).
Burtsev G.A. On the magnetization reversal dynamics of finite-length ferromagnetic rods in weak magnetic fields. Defektoskopiya, 1973, no. 5, pp. 34–42. (In Russian).
Tamm I.E. Osnovy teorii elektrichestva [Fundamentals of the Theory of Electricity]. Moscow, Nauka Publ., 1976, 616 p. (In Russian).
Yanus R.I. Magnitnaya defektoskopiya [Magnetic Nondestrictive Testing]. Moscow, Leningrad, OGIZ Gostekhizdat Publ., 1946, 171 p. (In Russian).
Vedenev M.A., Drozhzhina V.I. On measurements of coercive force with a bolt-on probe. Defektoskopiya, 1977, no. 5, pp. 65–73. (In Russian).
Vedenev M.A. An instrument for measuring the tangential component of a constant magnetic field on the surface of a specimen. Defektoskopiya, 1982, no. 2, pp. 89–91. (In Russian).
Available at: www.sentron.ch
Reutov Y.Y., Shcherbinin V.E., Volkov A.V. Possibilities for the selection of magnetic field transducers for nondestructive testing. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2014, vol. 50, no. 12, pp. 760–768. DOI: 10.1134/S1061830914120080.
Reutov Y.Y. The characteristic of an object revealed by its magnetic field. Russian Journal of Nondestructive Testing, 1998, vol. 34, no. 2, pp. 77–83.
Reutov Yu.Ya. Ferrite-ring magnetostatic screens. Russian Journal of Nondestructive Testing, 1999, vol. 35 (5), pp. 334–338.

Ю. Я. Реутов

ОСОБЕННОСТЬ НАМАГНИЧИВАНИЯ ФЕРРОМАГНЕТИКА ПЕРЕМЕННЫМ ПОЛЕМ

Экспериментальным путем установлено, что размагничивающее поле магнитных полюсов, образующихся на торцах разомкнутого ферромагнитного цилиндра, убывает с ростом частоты намагничивающего поля вследствие уменьшения их размеров под влиянием поверхностного эффекта. По этой причине внутреннее поле в ферромагнитном цилиндре вблизи его поверхности с ростом частоты намагничивающего внешнего поля приближается к нему по амплитуде. Кроме того, обнаружено, что поле на поверхности неферромагнитного стержня, намагничиваемого переменным полем, с ростом частоты этого поля заметно превосходит его по напряженности.

Благодарность: Работа выполнена в рамках государственного задания МИНОБРНАУКИ России (тема «Диагностика», № АААА-А18-118020690196-3).

Ключевые слова: переменное магнитное поле, поверхностный эффект, размагничивающий коэффициент, магнитные полюса, поверхностный эффект, вихревые токи, внутреннее поле, глубина проникновения, эффект Холла, микросхема.

Библиография:

Дорофеев А. Л. Неразрушающие испытания методом вихревых токов. – М. : Оборонгиз, 1961. – 158 с.
Ламмеранер Й., Штафль М. Вихревые токи / пер. с чеш. – Москва – Ленинград : Энергия, 1967. – 208 с.
Неразрушающий контроль качества изделий электромагнитными методами / В. Г. Герасимов, Ю. Я. Останин, А. Д. Покровский, В. В. Сухоруков, Л. А. Чернов. – М. : Энергия, 1978. – 215 с.
Неразрушающий контроль. Т. 2 / под ред. В. В. Клюева. – М. : Машиностроение, 2005. – 688 с.
Reutov Y. Y., Shcherbinin V. E. On complex permeability in eddy-current flaw detection, defektoskopiya // Russian Journal of Nondestructive Testing. – 2012. – Vol. 48, no. 12. – P. 693–699. – DOI: 10.1134/S1061830912120054.
Reutov Yu. Ya. The causes of the hodograph anomalies of a vortex-current converter // Russian Journal of Nondestructive Testing. – 2012. – Vol. 51, no. 12. – P. 759–767. – DOI: 10.1134/S1061830915120086.
Реутов Ю. Я. Обобщённый вихретоковый параметр, границы применимости // Электричество. – 2016. – № 7. – С. 42–50.
Аркадьев В. К. Электромагнитные процессы в металлах. Ч. 1. – Москва; Ленинград : НКТП СССР. Объед. науч.-техническое изд-во. Главная ред. энергетической литературы, 1934–1936. – 230 с.
Чечерников В. И. Магнитные измерения. – Изд. 2, перераб. и доп. – Москва : Издательство Московского университета, 1969. – 388 с.
Туровский Я. Техническая электродинамика / пер. с польского. – М. : Энергия, 1974. – 488 с
Бурцев Г. А. К динамике перемагничивания ферромагнитных стержней конечной длины в слабых магнитных полях. – Дефектоскопия. – 1973 – № 5 – С. 34–42.
Тамм И. Е. Основы теории электричества. – М. : Наука, 1976. – 616 с.
Янус Р. И., Магнитная дефектоскопия. – Москва ; Ленинград : Гостехиздат, 1946. – 171 с.
Веденёв М. А., Дрожжина В. И. Об измерении коэрцитивной силы накладным датчиком. – Дефектоскопия. – 1977. – № 5. – С. 65–73.
Веденёв М. А. Измеритель тангенциальной составляющей постоянного магнитного поля на поверхности образца. – Дефектоскопия. – 1982. – № 2. – С. 89–91.
URL: www.sentron.ch
Reutov Y. Y., Shcherbinin V. E., Volkov A. V. Possibilities for the selection of magnetic field transducers for nondestructive testing // Russian Journal of Nondestructive Testing. – 2014. – Vol. 50, no. 12. – P. 760–768. – DOI: 10.1134/S1061830914120080.
Reutov Yu. Ya. The characteristic of an object revealed by its magnetic field // Russian Journal of Nondestructive Testing. – 1998. – Vol. 34, no. 2. – P. 77–83.
Reutov Yu. Ya. Ferrite-ring magnetostatic screens // Russian Journal of Nondestructive Testing. – 1999. – Vol. 35 (5). – P. 334–338.

Библиографическая ссылка на статью

Reutov Yu.Ya. A Peculiarity of the Magnetization of a Ferromagnet by An Alternating Field // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. - 2020. - Iss. 6. - P. 35-47. -
DOI: 10.17804/2410-9908.2020.6.035-047. -
URL: http://dream-journal.org/issues/2020-6/2020-6_313.html
(accessed: 21.12.2024).