quan hệ giữa cường độ từ trường H và mật độ từ thông B, theo quan hệ phi
tuyến như mô tả trên Hình 2.1. Cường
độ từ trường H phụ thuộc vào dòng
thể hiện qua phương trình:
(2.16) (2.15)
Từ thẩm
Cường độ từ trường H
Hình 2.1 Đường cong từ hóaĐường Đường cong từ hóa
T ừ th ẩm , từ c ảm B B = μrμ0H (2.13) Trong đó:
μ0 = 4 .10-7 H/m là hằng số từ hay độ từ thẩm chân không.
μr: là độ từ thẩm tương đối của vật liệu sắt từ
Từ thẩm của vật liệu sắt từ μ = μrμ0 được xác định theo tỉ lệ B và H, không
phải là một hằng số mà thay đổi theo giá trị cường độ từ trường khi làm việc.
Phương trình (2.13) cũng có thể được biểu diễn thông qua độ phân cực từ J:
B = μ0H + J (2.14) Độ phân cực từ J được xác định thông qua độ
từ thẩm chân không μ0 và từ
độ hay độ từ hóa M của vật liệu theo phương trình: J= μ0M
Quan hệ giữa các đại lượng từ cảm B với H và M theo phương trình: B = μ0(H+M)
Độ cảm từ m đặc trưng cho khả năng từ hóa của vật liệu từ, được xác định
qua tỉ lệ giữa M và H:
= = − 1 (2.17)
Vật liệu sắt từ có độ từ thẩm tương đối và độ cảm từ rất lớn μr >>1, m >> 0, là loại vật liệu từ mạnh, trong chúng luôn tồn tại các mômen từ tự phát, sắp xếp một cách có trật tự theo cùng một hướng. Theo lý thuyết Weiss về bản chất từ tính của sắt từ, vật liệu sắt từ được chia nhỏ thành các đômen từ [65] có mômen từ song song với nhau, nhưng các đômen từ khác nhau có thể có mômen từ có hướng khác nhau. Cấu
trúc đômen từ của vật liệu sắt từ đơn tinh thể được công bố bởi nhóm tác giả trong
công trình [66]. Ở trạng thái khử từ, chiều
của mômen từ trong các đômen sắp xếp
sao cho thỏa mãn các điều kiện: triệt tiêu từ
độ và cực tiểu hóa năng lượng tổng cộng
trong vật sắt từ nên tổng các mômen từ của cả vật sắt từ bằng không.
Hình 2.2 minh họa quá trình hình
thành các vách đômen khi cực tiểu hóa năng lượng và tăng số lượng đômen. Kích thước
và số lượng các đômen phụ thuộc vào loại vật liệu, kích thước và hình dạng của vật sắt từ. Các véc tơ mômen từ định hướng đối song song từng cặp dẫn đến từ độ của toàn vật bằng không. Vách đômen là vùng chuyển tiếp ngăn cách giữa 2 đômen từ
liền kề nhau, được gọi là vách Bloch như mô tả trên Hình 2.3. Trong đó, mômen từ
biến đổi về chiều dần dần từ đômen này tới đômen kia.
Lý thuyết về đômen từ được áp dụng để giải thích về đường cong từ hóa và chu trình từ trễ [67], [68]. Khi từ hóa các chất sắt từ qua từ trường ngoài, cấu trúc đômen sẽ bị thay đổi, ban đầu sẽ là quá trình dịch chuyển của các vách ngăn. Các vùng có mômen từ hướng gần trùng với từ trường ngoài H lớn dần lên còn các vùng mà mômen từ của chúng không trùng với phương từ hóa thì thu hẹp dần và biến mất, khi từ trường từ hóa tăng dần lên
như được mô tả trên các phân đoạn I đến V trên Hình 2.4. Đến khi từ trường từ hóa H đủ lớn, sẽ chỉ còn các vùng có mômen từ gần trùng với phương của H. Như mô tả ở phân đoạn V, nếu tiếp tục tăng cường độ từ