Slovo hysterézia bolo zavedené zo starogréckeho slova, kde sa význam týka „zaostávania“ alebo „nedostatočnosti“. Termín magnetická hysterézia bol založený v roku 1890 vedcom Jamesom Alfredom Ewingom, aby poznal výkon a vodivosť magnetických látok. Pred rokom 1890 boli práce na tomto koncepte hysteréza v mechanických sieťach vykonal James Maxwell. V dôsledku toho získali modely vyvinuté z hysterézy väčší význam v dielach týkajúcich sa absorpcie a magnetizmu. Matematickú analýzu magnetickej hysterézie potom poznal v 70. rokoch Mark Krasnosel a jeho tím. A teraz náš článok vysvetľuje magnetickú hysterézu, B-H krivku, jej chovanie a aplikácie.

Čo je magnetická hysterézia?

Toto je jav hustoty magnetizácie „B“, ktorý zaostáva po magnetickej sile „H“, ktorá sa vyskytuje v magnetickej látke, sa nazýva „magnetická hysterézia“. Aby bolo jasné, dá sa to vysvetliť tak, že keď je magnetická látka podrobená magnetizácii prvýkrát a potom iným spôsobom, ktorý dokončí jeden celý cyklus magnetizácie, vznikne hustota toku, ktorá zaostáva za magnetizačnou silou.

Magnetický materiál

U magnetických látok, ako je železo, sa časť zarovnania zachová, aj keď nie sú pod magnetickým poľom. Na to, aby boli nemagnetizované, je potrebné použitie tepla alebo magnetického poľa v opačnom smere. Existujú rôzne druhy magnetických látok, ako sú para, dia, Ferro a feromagnetický materiálov. Pomocou feromagnetických látok možno ľahko vytvoriť hysteréznu slučku.

Magnetická hysterézna slučka

Hysterézna slučka definuje vzťah, ktorý existuje medzi magnetizačným poľom a veľkosťou magnetizačného účinku. V čase modifikácie vonkajšieho magnetického poľa vo feromagnetickom materiáli sa vytvorí hysterézna slučka. Nasledujúci graf popisuje polohy a podrobnú analýzu.

Hysterézna slučka

Smyčka sa vytvorí pri meraní B pre viac hodnôt H a ak sú tieto hodnoty načrtnuté ako grafická forma, potom vytvorí slučku. Tu,

Hodnota „B“ sa zvyšuje, keď sa súčasne zvyšuje hodnota „H“.
Zvyšovanie vplyvu magnetického poľa zvyšuje hodnotu magnetizmu a na konci sa dostane do bodu „A“, ktorý sa označuje ako bod nasýtenia, kde „B“ zostáva konštantné.
Znížením množstva magnetického poľa sa tiež zníži vplyv magnetizmu. Ale hodnoty „B“ a „H“ sú podobné, čo je „0“, magnetická látka má len málo magnetických vlastností a je definované ako zvyškový magnetizmus alebo ako retentivita.
A keď dôjde k poklesu účinku magnetického poľa, magnetická vlastnosť sa tiež zníži. A pri „C“ sa materiál úplne odmagnetizuje a má nulové magnetické vlastnosti.
Oba tieto postupy vpred a vzad dokončujú jeden celý cyklus a tvoria slučku, ktorá sa nazýva hysterézna slučka.

Magnetizácia alebo B-H krivka

S vyššie uvedenou základnou teóriou je zrejmé, že krivky magnetickej hysterézie sú rôzne pre rôzne typy materiálov. Na nasledujúcom obrázku bolo pozorované, že hustota toku sa zvyšuje zodpovedajúcim spôsobom s intenzitou poľa, až kým nedosiahne konkrétnu hodnotu, a po tomto bode zostáva hustota toku, pretože konštantná rovnomerná intenzita poľa sa musí zvyšovať.

Stáva sa to z dôvodu, že existuje obmedzenie tok množstvo hustoty, ktoré by sa mohlo vyvinúť v jadre, pretože všetky domény prítomné v železnej látke sú presne zarovnané. Potom to nemá žiadny vplyv na „M“ a v grafe sa bod, kde je hustota toku na maximálnej hodnote, označuje ako magnetická sýtosť.

Saturácia sa vyvíja kvôli náhodnému zarovnaniu usporiadania molekúl vo vnútri základnej látky, čo modifikuje malé častice vo vnútri látky tak, aby sa dostali do presného vyrovnania. Keď sa hodnota „H“ zvýši, dôjde k dokonalejšiemu usporiadaniu molekulárnych častíc, kým nedosiahnu vývoj zvýšenej hustoty toku. A tiež prírastok intenzity magnetického poľa z dôvodu vylepšenia elektrického prúd údolí cez cievku nebude mať žiadny vplyv

Magnetické hysterézne slučky pre mäkké a tvrdé materiály

Výsledkom magnetickej hysterézy je nevyužitý rozptyl energie vo forme tepla, kde je rozptýlená energia lineárne úmerná rozsahu hysteréznej slučky. Straty vyvolané magnetickou hysteréziou tiež ukazujú vplyv na striedavý typ transformátory kde sa často vyskytujú zmeny v súčasnom smere. Z tohto dôvodu vytvárajú magnetické póly v materiáli jadra straty, pretože neustále obracajú svoj smer. Na nasledujúcich obrázkoch je znázornená hysterézna slučka u mäkkých aj tvrdých materiálov.

V mäkkom magnete

Slučka v mäkkom magnete

V tvrdom magnetu

Hysterézna krivka v tvrdom magnetu

“nastaviteľný regulátor napätia a prúdu ”

Otočné cievky, ktoré sú prítomné v jednosmerných systémoch, tiež vyvolajú straty hysterézie, pretože majú neustály prechod cez južný a severný magnetický pól. Ako už bolo uvedené, graf hysteréznej slučky je založený na správaní použitého magnetického materiálu.

Zvyškový magnetizmus

Z magnetickej hysteréznej slučky sa množstvo hustoty toku udržiavané magnetickou látkou nazýva zvyškový magnetizmus. A množstvo údržby, ktoré sa nazýva ako látková retencia.

Donucovacia sila

Množstvo magnetizačnej sily, ktoré je potrebné na odstránenie zvyšných magnetických vlastností z materiálu, sa nazýva donucovacia sila. Na dokončenie hysteréznej slučky je magnetická sila „H“ zosilnená v opačnom smere, kým nepríde k bodu nasýtenia. A hodnota „H“ dosiahne nulu a slučka príde na cestu „de“, kde cesta „oe“ je reziduálna magnetická vlastnosť, keď je cesta v opačnom smere.

Výsledkom magnetickej hysterézie je nestriedmosť premárnenej energie ako v tepelnej forme. Energia, ktorá sa rozptýli, je relatívna k rozsahu hysteréznej slučky. Najmä existujú dva druhy magnetického materiálu, kde sú mäkký magnetický materiál a tvrdý magnetický materiál .

Aplikácie

Niekoľko z aplikácie magnetickej hysterézy sú:

Pretože magnetické látky majú rozšírený rozsah hysteréznej slučky, sú tieto implementované v zariadeniach ako napr

Pevný disk
Zariadenia na záznam zvuku
Magnetické pásky
Kreditné karty

Existujú tiež látky so slučkovou magnetickou hysteréziou a tieto látky sa používajú v

Transformátory
Solenoidy
Elektromagnety
Relé

Používa sa na tlmenie uhlového pohybu satelitov na minimálnej obežnej dráhe Zeme, ako z dôvodu príchodu vesmírneho veku.

A nakoniec je to všetko o koncepte magnetickej hysterézie. V tomto článku sme sa dozvedeli o hysteréznej slučke, krivke B-H, zvyškovom magnetizme, donucovacej sile a o tom, ako sa slučka líši pre mäkkú a tvrdú magnetickú látku a o jej aplikáciách. Ďalej je dôležité vedieť o čom je dôležitosť hysteréznej slučky ?