EP5-2. 철심(자성체)이 포화되면 벌어지는 일 - 2탄

철심이 포화되면 벌어지는 일 -2탄 포화란?

 

지난 1탄에서는 자성체라는 물질에 대해서 알아보았습니다.

간단히 복습하면 자성체란 외부에게 자석을 가까이 대어봤을때 자신도 자석처럼 되는 물질을 자성체 라고 합니다.

 

오늘은 자성체가 포화 되는 현상에 대해서 이야기 해 보겠습니다.

 

자성체(철심같은) 물체에 자석을 가까이 가져가면

자성체 내부의 전자스핀들이 자석과 같은 방향으로 정렬 되고

이렇게 정렬되는 현상을 자성체가 자화된다라고 표현한다는 이야기를 지난 시간에 했습니다.

 

예를 들어 외부 자석의 자계가 10만큼을 가해야 전자스핀들이 모두 한방향으로 정렬되는 자성체가 있다고 보겠습니다.

1의 외부자계를 가하기 시작해서 2만큼, 3만큼 올리는 동안 

이 자성체는 1만큼, 2만큼, 3만큼 자화되고 있을 것입니다.

그러다가 외부자계를 10까지 가하게 되면 자성체 내부의 모든 전자스핀들이 한방향으로 정렬되어 자성체가 완전 자화됩니다.

 

그런데 외부자계를 10 이상으로 20, 30만큼 계속해서 더 강하게 가하게 되면

자성체 내부의 전자스핀들이 20, 30만큼 정렬이 될까요?

그렇지 않습니다. 자성체 내부의 전자스핀은 이미 10만큼의 외부자계에서 모두 정렬이 되었기때문에

아무리 더 큰 외부자계가 가해져도 더이상 정렬될게 남아있지 않지요.

 

이 상태를 포화라고 부릅니다.

 

<자성체의 포화곡선>

아마 위의 그래프는 전기를 배우신 분이라면 한번쯤은 보셨을 그래프입니다.

히스테리시스 곡선이라고도 불리는데 여기선 모르고 넘어가셔도 됩니다. 중요한건 이 곡선의 의미입니다.

 

H(외부자계)가 자성체에 점점 더 강하게 영향을 가하면, 자성체의 자속밀도(B)가 점점 높아지다가

어느순간에 이르면 더 큰 외부 H를 가해도 더이상 B가 높아지지 않습니다. 바로 이 순간을 포화라고 합니다.

 

저는 라면 3개정도 먹으면 배가 포화 상태에 이릅니다. 아무리 더 많이 라면을 넣으려고해도 더 들어갈 배가 남아있지 않아요.

더 들어오려는 라면은 우에엑을 통해 음식물쓰레기가 되어 주변만 더럽히게 됩니다.

 

자성체에도 포화 이상의 자계를 가하게 되면 흘러넘쳐서 매우 안좋은 상황이 생기게 되는데

이것에 대해선 3탄에서 말씀드리도록 하겠습니다.