Sana hystereesi otettiin käyttöön antiikin Kreikan sanasta, jossa merkitys viittaa 'jäljessä' tai 'riittämättömyyteen'. Termi magneettinen hystereesi perustettiin vuonna 1890 tiedemies James Alfred Ewingin tuntemaan magneettisten aineiden suorituskyvyn ja johtavuuden. Ennen vuotta 1890 tämän käsitteen käsitteleminen hystereesi mekaanisissa verkoissa teki James Maxwell. Tämän seurauksena hystereesistä kehitetyt mallit saivat enemmän merkitystä absorboitumiseen ja magnetismiin liittyvissä teoksissa. Sitten Mark Krasnosel ja hänen tiiminsä tunsivat magneettisen hystereesin matemaattisen analyysin 1970-luvulla. Ja nyt artikkelissamme selitetään magneettinen hystereesi, B-H-käyrä, sen käyttäytyminen ja sovellukset.
Mikä on magneettinen hystereesi?
Tämä on magnetointitiheyden 'B' ilmiö, joka on myöhässä magneettisessa aineessa esiintyvän magneettisen voiman 'H' jälkeen. Tätä kutsutaan nimellä 'magneettinen hystereesi'. Selvyyden vuoksi se voidaan selittää siten, että kun magneettinen aine on magnetoinnissa ensimmäistä kertaa ja sitten toisella tavalla, joka suorittaa yhden kokonaisen magneettisyklin, syntyy sitten vuon tiheys, joka jää magneettivoimasta.
Magneettinen materiaali
Magneettisille aineille kuten raudalle, vaikka ne eivät olekaan magneettikentän alla, osa kohdistuksesta säilyy. Jotta ne eivät magnetoitu, se vaatii joko lämmön tai magneettikentän levittämisen päinvastaisessa suunnassa. On olemassa erityyppisiä magneettisia aineita, kuten para, dia, ferro ja anti-anti ferromagneettinen materiaaleja. Ferromagneettisten aineiden avulla hystereesisilmukka voidaan helposti kehittää.
Magneettinen hystereesisilmukka
Hystereesisilmukka määrittelee magnetisointikentän ja magnetointivaikutuksen määrän välisen suhteen. Ferromagneettimateriaalin ulkoisen magneettikentän muokkaamisen aikana kehitetään hystereesisilmukka. Alla oleva kaavio kuvaa sijainnit ja yksityiskohtaisen analyysin.
Hystereesisilmukka
Silmukka muodostetaan mitattaessa B: tä useille H-arvoille ja jos nämä arvot hahmotellaan graafisena muotona, se muodostaa silmukan. Tässä,
- B-arvon arvo kasvaa, kun H-arvoa nostetaan samanaikaisesti.
- Magneettikentän iskujen lisääminen lisää magnetismin arvoa ja lopulta se saavuttaa pisteen 'A', jota kutsutaan kyllästyspisteeksi, jossa 'B' pysyy vakiona.
- Pienentämällä magneettikentän määrää myös magnetismin vaikutus vähenee. Mutta B- ja H-arvot ovat samanlaisia, mikä on 0, magneettisella aineella on vain vähän magnetismiominaisuuksia ja tämä määritellään joko jäännösmagnetismiksi tai retentatiivisuudeksi.
- Ja kun magneettikentän vaikutus vähenee, myös magnetismiominaisuudet vähenevät. Ja C: ssä materiaali demagnetisoituu kokonaan ja sillä ei ole magneettisia ominaisuuksia.
- Sekä nämä eteenpäin että taaksepäin suuntautuvat menettelyt suorittavat yhden kokonaisen jakson ja muodostavat silmukan, jota kutsutaan hystereesisilmukaksi.
Magnetisointi tai B-H-käyrä
Edellä esitetyn perusteorian perusteella olemme selvät, että magneettisen hystereesikäyrät ovat erilaisia erityyppisille materiaaleille. Alla olevasta kuvasta havaittiin, että vuon tiheys kasvaa vastaavasti kentän voimakkuutta vasta, kunnes se saavuttaa tietyn arvon ja tämän pisteen jälkeen vuon tiheys pysyy vakiona tasaisena kentän voimakkuutena.
Tämä johtuu siitä syystä, että virtaus tiheysmäärä, jonka ydin voi kehittää, kun rautaaineessa olevat koko domeenit ovat täsmälleen linjassa. Tämän jälkeen se ei näytä vaikuttavan M: ään, ja kaaviossa piste, jossa vuon tiheys on maksimiarvossa, kutsutaan magneettikylläisyydeksi.
Saturaatio kehittyy johtuen molekyylijärjestelyn satunnaisesta kohdentumisesta ydinaineen sisällä, ja tämä muuttaa aineen sisällä olevia pieniä hiukkasia tarkkaan linjaukseen. Kun 'H': n arvo kasvaa, molekyylipartikkelit järjestyvät täydellisemmin, kunnes ne saavuttavat lisääntyneen vuon tiheyden. Ja myös magneettikentän voimakkuuden lisäys johtuen sähköisen tehostumisesta nykyinen kelan poikki ei näytä mitään vaikutusta
Magneettiset hystereesisilmukat pehmeille ja koville materiaaleille
Magneettisen hystereesin tulos on käyttämätön energian haihtuminen lämpömuodossa, jossa hajaantunut energia on lineaarisessa suhteessa hystereesisilmukan laajuuteen. Magneettisen hystereesin takia syntyneet häviöt osoittavat myös vaikutuksen vaihtelevaan tyyppiin muuntajat missä nykyisessä suunnassa vaihtelee usein. Tämän vuoksi ydinmateriaalin magneettiset napat aiheuttavat häviöitä, kun ne kääntävät jatkuvasti suuntaansa. Alla olevat kuvat kuvaavat hystereesisilmukkaa sekä pehmeissä että kovissa materiaaleissa.
Pehmeässä magneetissa
Silmukka pehmeässä magneetissa
Kova magneetti
Hystereesikäyrä kovassa magneetissa
Tasavirtajärjestelmissä olevat pyörivät kelat kehittävät myös hystereesihäviöitä, kun ne kulkevat jatkuvasti eteläisen ja pohjoisen magneettisen navan läpi. Kuten jo todettiin, hystereesisilmukkagraafi perustuu käytetyn magneettisen materiaalin käyttäytymiseen.
Jäännösmagnetismi
Magneettisen hystereesin silmukasta magneettisen aineen ylläpitämää vuon tiheyden määrää kutsutaan jäännösmagneetiksi. Ja sitä ylläpitomäärää kutsutaan aineen retentiteetiksi.
Pakkovoima
Magneettivoiman määrää, joka on tarpeen jäljellä olevan magneettisen ominaisuuden poistamiseksi materiaalista, kutsutaan pakkovoimaksi. Hystereesisilmukan loppuun saattamiseksi magneettista voimaa 'H' parannetaan enemmän vastakkaiseen suuntaan, kunnes se tulee kyllästyspisteeseen. Ja 'H': n arvo saavuttaa nollan ja silmukka tulee polulle 'de', jossa polku 'oe' on jäännösmagneettinen ominaisuus, kun polku on vastakkaiseen suuntaan.
Magneettinen hystereesi johtaa hukkaan menneeseen energiaan kuin lämpömuodossa. Hajotettu energia on suhteessa hystereesisilmukan laajuuteen. Erityisesti on olemassa kahdenlaisia magneettisia materiaaleja, jos ne ovat pehmeä magneettinen materiaali ja kovaa magneettista materiaalia .
Sovellukset
Muutama magneettisen hystereesin sovellukset ovat:
Koska magneettisilla aineilla on laaja hystereesisilmukan alue, ne toteutetaan laitteissa, kuten
- Kiintolevy
- Äänen tallennuslaitteet
- Magneettinauhat
- Luottokortit
Lisäksi on olemassa supistuneita magneettisia hystereesisilmukka-aineita, joita käytetään
- Muuntajat
- Solenoidit
- Sähkömagneetit
- Releet
Käytetään vaimentamaan satelliittien kulmaliikettä maapallon pienimmällä kiertoradalla avaruusajan tulon takia.
Ja lopuksi, kyse on magneettisen hystereesin käsitteestä. Tässä artikkelissa saimme tietää hystereesisilmukasta, B-H-käyrästä, jäännösmagnetismista, pakkovoimasta ja siitä, miten silmukka eroaa pehmeän ja kovan magneettisen aineen ja sen sovellusten suhteen. On myös tärkeää tietää, mikä on hystereesisilmukan merkitys ?
