Wird beim Magnetisieren von Eisen Energie gespeichert?

Wenn ein Stück Eisen magnetisiert wird und die Domänen ausgerichtet sind, wird dann Energie gespeichert? Wenn ja, wie viel Energie wird gespeichert? Wenn es eine Anziehungskraft zwischen demselben Eisen und der Quelle des äußeren Magnetfelds gibt, wo Arbeit verrichtet wird und Energie übertragen wird. Ist die Energie gleich der, die in der Ausrichtung der Domänen gespeichert ist?

Und wie viel Energie wird gespeichert oder benötigt, um die Domänen auszurichten?

Ja. Energie wird gespeichert. Eine kompakte Antwort ist hier van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=17858 .
@annav Ich habe die Quelle gelesen, sehr nützlich, danke! Ist jedoch die im Feld gespeicherte Energie (aus der Energiedichte) gleich der Energie, die zum Ausrichten der Domänen aufgebracht wird? Und ist es gleich der Energie, die benötigt wird, um die Domänen zu entmagnetisieren? Angenommen, das Magnetfeld eines Magneten hat eine gespeicherte Energie von 50 J, was bedeutet, dass es an Ferromagneten eine Arbeit verrichten kann, die 50 J entspricht. Wenden wir dieselbe Menge an, um den Magneten zu entmagnetisieren? Oder sogar die vom Magneten angezogenen Ferromagnete entmagnetisieren?
Energie bleibt erhalten, daher muss mindestens so viel Energie zugeführt werden, wie in den geordneten Bereichen vorhanden ist, aber im Allgemeinen gibt es immer einen gewissen Verlust bei der Rückgewinnung gespeicherter Energie, je nach Rückgewinnungsmethode durch Wärme, Strahlung oder Bewegung .
@annav Ich stimme zu. Besteht die Gesamtenergie des Systems jedoch aus mehreren Quellen? Zum Beispiel: Die Energie, die erforderlich ist, um den Ferromagneten zu magnetisieren & Die im Feld gespeicherte Energie, um an anderen ferromagnetischen Objekten zu arbeiten, wie sie anzuziehen usw. = Gespeicherte Netto-Gesamtenergie? Denn es scheint, dass die Magnetisierung an sich ein Prozess ist, der Energie benötigt. Und auch das Phänomen der Anziehung benötigt eigene Energie. Ich gehe also davon aus, dass sich die erhaltene Gesamtenergie aus E1 + E2 + E3 = E total zusammensetzt.
@annav Aus irgendeinem Grund glaube ich, dass die zum Magnetisieren eines Weicheisen-Ferromagneten erforderliche Energie nicht der Energiemenge entspricht, die aufgebracht wird, um ihn durch ein äußeres Magnetfeld anzuziehen. Deshalb nehme ich an, dass die Energie eine Nettosumme aus deren Addition oder so ähnlich ist.
Hmm. Physik ist keine Frage des Glaubens. ein Permanentmagnet und ein Elektromagnet unterscheiden sich nicht, wenn sie das gleiche Feld um sich herum haben. Ein Stück eines ferromagnetischen Materials, das dauerhaft hochmagnetisiert werden soll, muss lange Zeit in einem Magnetfeld bleiben, sonst ist der Effekt vorübergehend. Lange Zeit bedeutet mehr verbrauchte Energie (könnte mit einem Elektromagneten gemessen werden, denke ich). Siehe hier über Hysterese usw. hier hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/solids/magperm.html
@annav Tut mir leid, dass ich das nicht früher geklärt habe, aber das war nicht meine Frage. Der verwendete Ferromagnet ist ein weicher Eisentyp, der eine niedrige Koerzitivfeldstärke hat. Die zum Magnetisieren benötigte Arbeit/Energie ist also sehr gering. Ich habe mich nur gefragt, wie viel Arbeit / Energie benötigt wird, um ein Weicheisen zu entmagnetisieren oder seine Domänen von einem äußeren Feld (B) zu ändern, und ich gehe davon aus, dass es auch niedrig sein sollte. Da es eine sehr geringe Koerzitivkraft hat.
@annav Mein Argument ist, dass die Energiemenge zum Magnetisieren des Weicheisens NICHT GLEICH der Energiemenge ist, die das Feld anwendet, um das Weicheisen anzuziehen. Es sollte weniger sein. Magnetisierung und Anziehung sind zwei verschiedene Effekte, nicht wahr? Diese beiden Effekte haben je nach System unterschiedliche Energiewerte. Das ist nicht das, was ich "glaube", sondern das, was ich beobachtet habe, und das ich gerne zur Analyse teilen möchte.
Es scheint mir, dass die Analyse, was mit Magnetisierungsdomänen passiert, immer noch eine Frage der Forschung ist. Sie geben in Ihrer Frage keine Beobachtungen an und wie haben Sie die Energie gemessen? Aus den von mir bereitgestellten Links geht hervor, dass es viel kleineren Magnetfeldern als dem intrinsischen Domänenfeld gelingt, die Domänen auszurichten. Ich habe nicht die Werkzeuge, um abzuschätzen, ob die zugeführte Energie größer oder kleiner ist als die verfügbare Energie, sobald das großräumige Feld erscheint.
@annav Hier ist meine erste Quelle, die die Energie beschreibt, die zum Magnetisieren von Weicheisen-Ferromagneten erforderlich ist: en.wikipedia.org/wiki/Magnetocrystall_anisotropy -- Under Particle Relevance. Daraus habe ich auch geschlossen, dass die Energie, die zum Anziehen desselben Weicheisens verwendet wird, nicht gleich seiner Magnetisierung ist. Die Energie der Anziehung ist also gleich der Energie der Magnetisierung. Dies ist jedoch eine Annahme, die auf einem einfachen Experiment und der vorherigen Quelle basiert. Ich werde weitere Daten mitbringen, um dies zu untermauern. Glauben Sie nicht, dass Magnetisierung einen anderen Wert als Anziehung hat? Oder glauben Sie, dass es sich bei allen um dieselben E-Werte handelt?
Ja, ich kann mir vorstellen, dass man viel mehr Energie aufwenden muss, um etwas zu magnetisieren, als der Magnet aufgibt, um etwas anzuziehen. Ich kann es jedoch nicht berechnen, und selbst anhand der Links, die Sie angeben, sind die Berechnungen dieser Größen noch Gegenstand der Forschung, da es sich um Kristallstrukturen und Bindungen handelt. Ich denke, ich werde hier aufhören zu kommentieren, weil dies der Umfang meines Wissens zu diesem Thema ist. Ich stütze mein Physikwissen nicht auf Überzeugungen (außer auf grundlegende Axiome, bis sie falsifiziert sind) und sogar meine Intuition muss durch Zahlen untermauert werden.
Vielen Dank für alles, es hängt davon ab, was dieses "Etwas" ist, ob es sich um ein hartes/weiches Eisen handelt, dann können Sie die benötigte Energiemenge bestimmen. Aber ich denke, Sie haben meinen Punkt "Weicheisen" und ihre geringe Koerzitivkraft nicht bemerkt, es würde wenig Energie / Arbeit erfordern, um die Domänen auszurichten oder zu randomisieren. " Etwas zu magnetisieren " hängt davon ab, was für "etwas es ist, weiches / hartes Eisen. Daher "nehme ich an", dass die Arbeit zum Magnetisieren oder Entmagnetisieren ziemlich gering ist. Basierend auf dem von mir bereitgestellten Link.
Schlagen Sie das Phänomen der Hysterese nach. Jedes Material mit einer von Null verschiedenen Koerzitivfeldstärke und Sättigungsremanenz kann nicht ohne Verluste magnetisiert oder entmagnetisiert werden

Antworten (3)

Ich glaube, der gesuchte Begriff ist "Magnetostatische Energie". Magnetostatik ist das Gebiet, das statische (konstante) Magnetfelder untersucht, ähnlich wie die Elektrostatik.

Für ein einheitliches Material ist die magnetostatisch gespeicherte potentielle Energie:

E M S = 1 2 μ 0 ∫ v M ⋅ H M S D 3 R

Eine vollständige Herleitung finden Sie hier . Der Wikipedia-Artikel über magnetische Domänen behandelt auch viele Details über die Feldenergie.

Nun, Sie sollten dies wahrscheinlich überprüfen, aber wenn ich mich nicht irre, ist der (ferro-) magnetisierte Zustand tatsächlich ein Zustand mit niedrigerer Energie. Ich glaube, es gibt einen Prozess namens "adiabatische Entmagnetisierung", der tatsächlich verwendet wird, um niedrigere kryogene Temperaturen zu erreichen. Nun, wie ich schon sagte; Hör zu.

„Ein massives Stück ferromagnetisches Material in seinem niedrigsten Energiezustand hat ein geringes oder kein externes Magnetfeld. Das Material wird als „unmagnetisiert“ bezeichnet.“ -Wikipedia
Das ist verwirrend. Es gibt die "Ex"-Austauschenergie, die am niedrigsten ist, wenn die Domänen alle in die gleiche Richtung zeigen ... "Sie ist am niedrigsten, wenn die Dipole alle in die gleiche Richtung zeigen, also ist sie für die Magnetisierung magnetischer Materialien verantwortlich. Wenn zwei Domänen mit unterschiedlichen Magnetisierungsrichtungen liegen nebeneinander, an der Domänenwand zwischen ihnen liegen magnetische Dipole, die in verschiedene Richtungen zeigen, nebeneinander und erhöhen diese Energie. Diese zusätzliche Austauschenergie ist proportional zur Gesamtfläche der Domänenwände.“ -Wikipedia
Klingt für mich auch verwirrend V-XCIX. Scheint, als könnte mein Gedächtnis es rückwärts haben. Ich mache kein Wikipedia; aber wenn es Ihnen gefällt, schauen Sie sich den adiabatischen Entmagnetisierungswinkel an. Aber Anna hat normalerweise einen klaren Kopf.
Dies ist eine andere Frage, dh "was ist der minimale Energiezustand von ferromangetischen Materialien. Aus diesem Link hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/solids/ferro.html scheint die theoretische Formulierung, wie Domänen unter dem Einfluss stehen Die Aussage über die zufällige Ausrichtung mit der minimalen Energie ist richtig: Denken Sie an zwei Permanentmagnete, es braucht Energie, um sie parallel zu halten, sie neigen dazu, von Norden nach Süden zu enden, oder? Das Wiki Der Artikel spricht weiter über stabile sekundäre Minima aufgrund der Kristallstruktur.

Ich denke, die richtige Antwort ist, dass es "niedrigeren Entropiezustand" speichert, nicht die Energie

Hallo Thaina, kannst du bitte deine Antwort erweitern und präzisieren?
Magnet ist ein geordnetes Eisenatom, niedrigere Entropie bedeutet niedrigeres Chaos. Es bezieht sich auf die Energie des Systems, dass niedrigere Entropie in Energie umgewandelt werden kann. Als hättest du einen Wasservorrat in einer Anhöhe
Wird beim Magnetisieren von Eisen Energie gespeichert?
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