EFEKT WIEGANDA
„Efekt Wieganda” to zjawisko fizyczne odkryte w latach 70. przez Johna Wieganda. Ustalił on, że kiedy specjalnie przygotowany kawałek stopu ferromagnetycznego (drut Wieganda) zostanie poddany działaniu odwracającego się zewnętrznego pola magnetycznego, zachowuje swoją polaryzację magnetyczną do pewnego momentu, po czym nagle „odwróca się” do przeciwnej polaryzacji. Ta zmiana polaryzacji magnetycznej odbywa się w ciągu kilku mikrosekund i może generować impuls prądu w miedzianej cewce umieszczonej blisko drutu Wieganda..
Siła i czas trwania powstałego impulsu są niezależne od szybkości, z jaką zmienia się zewnętrzne pole magnetyczne. Właśnie to sprawia, że efekt Wieganda jest interesujący dla inżynierów: proste dynama przekształcają ruch obrotowy w energię elektryczną, ale ich moc wyjściowa zależy od prędkości obrotowej; gdy wał dynamo obraca się bardzo wolno, poziomy mocy są zbyt niskie, aby można je było wykorzystać. W przypadku systemu drutów Wieganda ilość energii elektrycznej generowanej przy każdym „odwróceniu” pola magnetycznego pozostaje jednak stała,bez względu na to jak szybko lub wolno zmienia się pole magnetyczne. W enkoderach obrotowych POSITAL to odwrócenie jest generowane przez obracanie magnesu.
Jak to działa?
A. Na początku cyklu polaryzacja magnetyczna zewnętrznej powłoki i wewnętrznego rdzenia jest taka sama.
B. Gdy drut jest wystawiony na działanie umiarkowanego, skierowanego w przeciwnym kierunku pola zewnętrznego, jego zewnętrzna warstwa osłania rdzeń i oba zachowują swoją pierwotną polaryzację magnetyczną. Gdy natężenie pola zewnętrznego osiąga próg krytyczny, wpływ efektu ekranowania ulega zmniejszeniu i biegunowość rdzenia drutu odwraca się. Ta nagła zmiana polaryzacji powoduje powstanie impulsu prądowego w cewce otaczającej drut.
C. Połączenie wzmacniającego się pola zewnętrznego i odwróconej biegunowości rdzenia wewnętrznego powoduje także odwrócenie polaryzacji magnetycznej powłoki zewnętrznej.
D. Gdy pole zewnętrzne maleje, drut zachowuje nową polaryzację.
E. Kiedy zewnętrzne pole, teraz odwrócone, osiągnie próg krytyczny, materiał, z którego wykonany jest rdzeń drutu Wiganda powróci do swojej pierwotnej polaryzacji, wytwarzając impuls prądowy w otaczającej cewce.
F. Po tym następuje szybkie odwrócenie biegunowości zewnętrznego rdzenia. Przewód wraca do swojego pierwotnego położenia.