Riječ histereza uvedena je iz starogrčke riječi gdje se značenje odnosi na 'zaostajanje' ili 'neadekvatnost'. Pojam magnetska histereza osnovao je 1890. godine znanstvenik James Alfred Ewing da bi znao izvedbu i vodljivost magnetskih tvari. Prije 1890. godine rad na ovom konceptu histereza u mehaničkim mrežama izvodio James Maxwell. Slijedom toga, modeli koji su razvijeni iz histereze dobili su veće značenje u radovima vezanim za apsorpciju i magnetizam. Tada su matematičku analizu magnetske histereze u razdoblju 1970-ih poznavali Mark Krasnosel i njegov tim. A sada naš članak objašnjava magnetsku histerezu, B-H krivulju, njezino ponašanje i primjenu.
Što je magnetska histereza?
To je fenomen magnetizacije gustoće „B“ koji kasni nakon magnetske sile „H“ koja se javlja u magnetskoj tvari i naziva se „magnetska histereza“. Da bi bilo jasno, to se može objasniti kada magnetna tvar prvi put bude magnetizirana, a zatim na drugi način, koji završava jedan puni ciklus magnetizacije, tada nastaje gustoća protoka koja zaostaje za silom magnetizacije.
Magnetski materijal
Za magnetske tvari poput željeza, čak i kad nisu pod magnetskim poljem, zadržat će se neki dio poravnanja. Da bi postali magnetizirani, potrebna im je primjena topline ili magnetskog polja u obrnutom smjeru. Postoje razne vrste magnetskih tvari poput para, dia, Ferro i anti- feromagnetski materijali. Pomoću feromagnetskih tvari petlja histereze može se lako razviti.
Petlja magnetske histereze
Petlja histereze definira odnos koji postoji između polja magnetiziranja i količine učinka magnetizacije. U vrijeme modificiranja vanjskog magnetskog polja u feromagnetnom materijalu razvijat će se petlja histereze. Grafikon u nastavku opisuje položaje i detaljnu analizu.
Petlja za histerezu
Petlja se formira tijekom mjerenja B za višestruke vrijednosti H i ako su te vrijednosti označene kao grafički oblik, tada tvori petlju. Ovdje,
- Vrijednost 'B' povećava se kada se istovremeno povećava vrijednost 'H'.
- Povećavanje utjecaja magnetskog polja povećava vrijednost magnetizma i na kraju dolazi do točke 'A', koja se naziva točkom zasićenja u kojoj 'B' ostaje konstantna.
- Smanjivanjem količine magnetskog polja smanjuje se i utjecaj magnetizma. Ali vrijednosti 'B' i 'H' su slične, što je '0', magnetska tvar ima malo magnetičnih svojstava i to se definira ili kao rezidualni magnetizam ili kao retencija.
- A kada se smanji učinak magnetskog polja, svojstvo magnetizma također će se smanjiti. A na 'C', materijal se u potpunosti razmagnetizira i nema nula magnetskih svojstava.
- Oba ova postupka prema naprijed i prema natrag završavaju jedan cijeli ciklus i tvore petlju koja se naziva petlja histereze.
Magnetizacija ili B-H krivulja
S gornjom osnovnom teorijom jasno je da su krivulje magnetske histereze različite za različite vrste materijala. Iz donje slike uočeno je da se gustoća toka povećava odgovarajuće jačini polja dok ne dođe do određene vrijednosti, a nakon te gustoće toka ostaje kako konstantna ravnomjerna jačina polja ostaje rasti.
To se događa iz razloga što postoji ograničenje na fluks količina gustoće koju bi jezgra mogla razviti jer su cijele domene prisutne u željeznoj supstanci točno poravnate. Nakon toga, ne pokazuje utjecaj na ‘M’, a na grafikonu se točka u kojoj je gustoća protoka na maksimalnoj vrijednosti naziva magnetska zasićenost.
Zasićenje se razvija zbog slučajnog poravnanja rasporeda molekula unutar jezgrene tvari, što modificira male čestice unutar tvari kako bi se točno poravnale. Kada se vrijednost 'H' poveća, bit će savršeniji raspored molekularnih čestica dok ne dosegnu da bi se razvila povećana gustoća protoka. I također povećanje snage magnetskog polja zbog pojačanja u električnom Trenutno vale preko zavojnice neće pokazati učinak
Magnetske petlje za histerezu za meke i tvrde materijale
Rezultat magnetske histereze je neiskorišteno rasipanje energije u toplinskom obliku gdje je rasipana energija linearno proporcionalna opsegu petlje histereze. Gubici nastali zbog magnetske histereze također pokazuju utjecaj na izmjenični tip transformatori gdje su česte varijacije u trenutnom smjeru. Zbog toga magnetski polovi u materijalu jezgre stvaraju gubitke jer neprestano preokreću svoj smjer. Slike u nastavku prikazuju petlju histereze u mekanom i tvrdom materijalu.
U mekanom magnetu
Petlja u mekanom magnetu
U tvrdom magnetu
Krivulja histereze u tvrdom magnetu
Okretne zavojnice prisutne u istosmjernim sustavima također će razviti gubitke zbog histereze jer neprestano prolaze kroz južni i sjeverni magnetski pol. Kao što je već rečeno, graf histerezne petlje temelji se na ponašanju magnetskog materijala koji se koristi.
Preostali magnetizam
Iz petlje magnetske histereze, količina gustoće protoka koju održava magnetska tvar naziva se zaostalim magnetizmom. A količina održavanja naziva se zadržavanjem tvari.
Prisilna sila
Količina sile magnetiziranja koja je potrebna za uklanjanje preostalog magnetskog svojstva iz materijala naziva se prisilnom silom. Da bi se završila petlja histereze, magnetska sila ‘H’ pojačana je u suprotnom smjeru dok ne dođe do točke zasićenja. A vrijednost 'H', doseći će nulu i petlja dolazi do puta 'de', gdje je put 'oe' rezidualno magnetsko svojstvo kada je put u suprotnom smjeru.
Magnetska histereza rezultira neumjerenošću rasipanja energije kao u obliku topline. Energija koja se rasipa u odnosu je na opseg petlje histereze. Osobito postoje dvije vrste magnetskog materijala tamo gdje one jesu mekani magnetski materijal i tvrdi magnetski materijal .
Prijave
Nekoliko od primjene magnetske histereze su:
Kako magnetske tvari imaju prošireni raspon petlje histereze, one su implementirane u uređaje kao što su
- Tvrdi disk
- Uređaji za snimanje zvuka
- Magnetske vrpce
- Kreditne kartice
Također, postoje supstance stegnute magnetske histerezne petlje koje se koriste u
Zaposlen u prigušivanju kutnog gibanja satelita u minimalnoj Zemljinoj orbiti zbog pojave svemirske ere.
I na kraju, ovdje se radi o konceptu magnetske histereze. U ovom smo članku upoznali petlju histereze, B-H krivulju, zaostali magnetizam, prisilnu silu i kako se petlja razlikuje za meku i tvrdu magnetsku tvar i njezinu primjenu. Dalje je važno znati o čemu se radi važnost petlje histereze ?
