Магнитострикция

Магнитострикция

Магнитострикция (от лат. strictio — сжатие, натягивание) — явление, заключающееся в том, что при изменении состояния намагниченности тела его объём и линейные размеры изменяются.

Общие сведения

В 1842 году Джеймс Прескотт Джоуль открыл свойственный всем веществам эффект, вызванный изменением взаимосвязей между атомами в кристаллической решётке. Изменение формы тела может проявляться в растяжении, сжатии, изменении объёма, что зависит как от действующего магнитного поля, так и от кристаллической структуры тела. Наибольшие изменения размеров обычно происходят у сильномагнитных материалов. Их относительное удлинение ΔL/L обычно варьируется в пределах 10⁻⁵−10^−2.

Магнитострикционный эффект обратим — при изменении линейных размеров тела под действием внешних сил его магнитные свойства, соответственно, изменяются. Это явление называется магнитоупругим эффектом (эффектом Виллари).

Эффект «жужжания»

При работе многих электроприборов можно услышать исходящий от них шум. Шум устройств, питающихся от бытовой электросети, может быть похож на жужжание или гудение. Одна из возможных причин этого — магнитострикция сердечников в индуктивных конструкциях, таких как трансформаторы или дроссели. При протекании переменного тока через их катушки создаётся переменное магнитное поле такой же частоты, которое заставляет ферромагнитные сердечники сжиматься и растягиваться. Они, в свою очередь, передают эти колебания в воздух и другим элементам конструкции. Громкий шум может ухудшить комфортность окружающего пространства. Действие вибрации на внутренние элементы конструкции может стать причиной прогрессирующего растрескивания, способного вывести прибор из строя.

Этот пример хорошо иллюстрирует явление, но по сути им не является: гудят, отталкиваясь, пластины, из которых набран сердечник, — стоит залить его клеем или вбить деревянную щепку — и гудение прекратится. Сплошные сердечники «гудят» так слабо, что нужен специальный прибор, чтобы зафиксировать шум от них.

Применяемые материалы

В настоящее время используют такие магнитострикционные материалы, как алфер, никель, пермендюр.