자석 성질 종류 강자성체, 상자성체, 반자성체

안녕하십니까

전력전자와 각종MCU를 공부하고 최종적으로 작품을 만드는 전자 장인 입니다 

 

오늘의 주제는

자석의 성질을 가지는 강자성체, 상자성체, 반자성체

 

1. 자성체 종류

자성체는 강자성체, 상자성체, 반자성체로 구분이 됩니다.

자성체를 구분하는 기준은 비투자율이 어떻게 형성되어 있는지에 따라 구분하게 됩니다.

비투자율은  μ_r라고 표시하며 뮤라고 읽습니다. 

하나하나 살펴보도록 하겠습니다.

 

2. 내부 자구

자성체의 종류를 살펴보기 전에 개념을 하나 알아가는 시간을 가지도록 하겠습니다.

모든 물질에는 내부에 "자구"라는 것이 존재합니다.

자구는 평상시에는 랜덤한 방향으로 위치하여 모두 상쇄되는 효과를 가지고 있습니다.

따라서, 평상시에는 자성의 힘이 약하게 존재하거나 자성을 띄지 않습니다.

 

외부 자기장을 인가해 주면 자구의 방향이 한쪽으로 정렬되게 되고

그에 따라서 물질에 자기장이 형성되어 자성을 띄게 됩니다.

자구의 특성에 따라 자성체가 나뉘게 되기 때문에 "자구"의 개념 공부가 필요하게 됩니다.

 

3. 강자성체 특징

강자성체는 μ_r 가 1보다 매우 큰 상태를 말하며 

외부 자기장이 존재하면 자속밀도가 증가하는 특징이 있습니다. 

여기서 자속밀도는 2022.02.05 - [전력전자] - 자기회로의 기본 용어 에서 다루었으니 참고 바랍니다.

 

강자성체의 가장 큰 특징으로는

외부 자기장을 제거하여도 자성이 오래 유지되는 특징이 있으며 (자구의 방향 유지)

강자성체로 분류되는 물질은 철, 니켈, 코발트, 일부 희토류 등이 존재합니다.

 

강자성체 내부 자구 정렬

4. 상자성체 특징

상자성체는 μ_r가 1과 같거나 조금 큰 상태를 말하며 

외부 자기장이 존재하면 일부 자구가 자기장 방향으로 정렬하는 특징을 가지고 있습니다.

따라서 강자성체보다 약하게 자화 됩니다.

 

상자성체의 가장 큰 특징으로는

외부 자기장을 제거하게 되면 자성이 사라지는 특징이 있습니다.(자구 원상복귀)

상자성체로 분류되는 물질은 알루미늄, 칼슘, 마그네슘, 팅스텐 등이 존재합니다.

 

상자성체 내부 자구 정렬

5. 반자성체 특징

반자성체는 μ_r가 1과 같거나 작은 상태를 말하며 

외부 자기장이 존재하면 자구가 반대 방향으로 정렬하는 특징을 가지고 있습니다.
또한, 물질 내 존재하는 자구의 수가 강자성체, 상자성체에 비해 매우 적게 존재합니다.

 

반자성체 또한 상자성체와 같은 특징으로

외부 자기장을 제거하게 되면 자성이 사라지며 (자구 원상복귀)

상자성체로 분류되는 물질은 구리, 금, 은 등이 존재합니다.

반자성체 내부 자구 정렬

마지막으로 인터넷 검색을 통해 알 수 있지만 강자성체, 상자성체, 반자성체 물질 정리표로 

이번 시간은 마무리하도록 하겠습니다.

물질의 비투자율  *출처:blog.naver.com/kspark222

 

오늘은 이렇게 자성체의 종류 및 특징을 공부하는 시간을 가졌습니다.

지금까지 전력전자와 각종MCU를 공부하고 최종적으로 작품을 만드는 전자 장인 이었습니다

감사합니다