Beseda histereza je bila uvedena iz starogrške besede, kjer se pomen nanaša na 'zaostajanje' ali 'neustreznost'. Izraz magnetna histereza je leta 1890 ustanovil znanstvenik James Alfred Ewing, da bi poznal delovanje in prevodnost magnetnih snovi. Pred letom 1890 je bilo delo na tem konceptu histereza v mehaničnih omrežjih je izvedel James Maxwell. Posledično so modeli, ki so bili razviti iz histereze, dobili večji pomen v delih, povezanih z absorpcijo in magnetizmom. Potem je matematično analizo magnetne histereze v obdobju sedemdesetih let 20. stoletja poznal Mark Krasnosel in njegova ekipa. In zdaj naš članek razlaga magnetno histerezo, krivuljo B-H, njeno vedenje in aplikacije.
Kaj je magnetna histereza?
To je pojav magnetizacijske gostote „B“, ki zaostaja za magnetno silo „H“, ki se pojavi v magnetni snovi, in jo imenujemo „magnetna histereza“. Da bi bilo jasno, lahko to razložimo, ko je magnetna snov prvič pod magnetizacijo in nato na drug način, ki zaključi en celoten cikel magnetizacije, potem se razvije gostota toka, ki zaostaja za magnetizacijsko silo.
Magnetni material
Za magnetne snovi, kot je železo, se ohranijo določeni deli poravnave, tudi če niso pod magnetnim poljem. Da jih ne namagneti, potrebuje uporabo toplote ali magnetnega polja v obratni smeri. Obstajajo različne vrste magnetnih snovi, kot so para, dia, Ferro in anti- feromagnetna materialov. Z feromagnetnimi snovmi lahko histerezno zanko enostavno razvijemo.
Magnetna histerezna zanka
Zanka histereze določa razmerje med magnetizirajočim poljem in količino magnetizacijskega učinka. V času spreminjanja zunanjega magnetnega polja v feromagnetnem materialu se razvije histerezna zanka. Spodnji graf opisuje položaje in podrobno analizo.
Zanka za histerezo
Zanka nastane med merjenjem B za več vrednosti H in če so te vrednosti označene kot grafična oblika, potem tvori zanko. Tukaj,
- Vrednost 'B' se poveča, če se hkrati poveča vrednost 'H'.
- Povečanje vpliva magnetnega polja poveča vrednost magnetizma in na koncu pride do točke 'A', ki jo imenujemo točka nasičenja, kjer 'B' ostane nespremenjen.
- Z zmanjšanjem količine magnetnega polja se zmanjša tudi vpliv magnetizma. Toda vrednosti 'B' in 'H' sta podobni, kar je '0', magnetna snov ima malo magnetičnih lastnosti in je to opredeljeno kot preostali magnetizem ali kot zadrževalnost.
- In ko se učinek magnetnega polja zmanjša, se zmanjša tudi lastnost magnetizma. In pri 'C' se material popolnoma razmagneti in nima nič magnetnih lastnosti.
- Oba postopka usmerjanja naprej in nazaj zaključita en celoten cikel in tvorita zanko, ki se imenuje zanka histereze.
Magnetizacija ali krivulja B-H
Z zgornjo osnovno teorijo jasno razumemo, da so krivulje magnetne histereze pri različnih vrstah materialov različne. Na spodnji sliki je bilo opaziti, da se gostota pretoka povečuje glede na jakost polja, dokler ne pride do določene vrednosti, in po tej točki gostota pretoka ostane, saj se enakomerna enakomerna poljska moč še naprej povečuje.
To se zgodi zaradi razloga, ker obstaja omejitev pretok količina gostote, ki jo lahko razvije jedro, saj so celotne domene v železovi snovi natančno poravnane. Po tem ne kaže nobenega vpliva na „M“, v grafu pa je točka, kjer je gostota pretoka največja, označena kot magnetna nasičenost.
Nasičenost se razvije zaradi naključnega poravnavanja razporeditve molekul znotraj jedrne snovi, kar spremeni majhne delce znotraj snovi, da se natančno poravnajo. Ko se vrednost 'H' poveča, bo molekularni delci bolj popolni, dokler ne dosežejo, da razvijejo povečano gostoto pretoka. In tudi povečanje jakosti magnetnega polja zaradi povečanja v električnem trenutno vale čez tuljavo ne bo pokazala učinka
Magnetne histerezne zanke za mehke in trde materiale
Rezultat magnetne histereze je neuporabljeno odvajanje energije v toplotni obliki, kjer je razpršena energija v linearnem sorazmerju z obsegom histerezne zanke. Izgube, ki so nastale zaradi magnetne histereze, kažejo tudi vpliv na izmenično vrsto transformatorji kjer so pogoste razlike v trenutni smeri. Zaradi tega magnetni poli v materialu jedra povzročajo izgube, saj nenehno obračajo svojo smer. Spodnje slike prikazujejo zanko histereze v mehkih in trdih materialih.
V mehkem magnetu
Zanka v mehkem magnetu
V trdem magnetu
Krivulja histereze v trdem magnetu
Vrtljive tuljave, ki so prisotne v enosmernih sistemih, bodo prav tako povzročile izgube zaradi histereze, saj imajo neprekinjen prehod skozi južni in severni magnetni pol. Kot je že navedeno, graf histerezne zanke temelji na obnašanju uporabljenega magnetnega materiala.
Preostali magnetizem
Iz magnetne histerezne zanke je količina gostote toka, ki jo vzdržuje magnetna snov, označena kot preostali magnetizem. In količina vzdrževanja se imenuje zadrževanje snovi.
Prisilna sila
Količina magnetizacijske sile, ki je potrebna za odstranitev preostale magnetne lastnosti iz materiala, se imenuje prisilna sila. Za dokončanje histerezne zanke je magnetna sila 'H' bolj okrepljena v nasprotni smeri, dokler ne pride do točke nasičenja. In vrednost 'H' bo dosegla ničlo in zanka pride na pot 'de', kjer je pot 'oe' preostala magnetna lastnost, ko je pot v nasprotni smeri.
Rezultat magnetne histereze je nestrpnost zapravljene energije kot v obliki toplote. Razpršena energija je odvisna od obsega histerezne zanke. Obstajata predvsem dve vrsti magnetnega materiala mehak magnetni material in trdi magnetni material .
Aplikacije
Nekaj aplikacije magnetne histereze so:
Ker imajo magnetne snovi razširjen obseg histerezne zanke, so te vgrajene v naprave, kot so
- Trdi disk
- Naprave za snemanje zvoka
- Magnetni trakovi
- Kreditne kartice
Obstajajo tudi snovi zožene magnetne histerezne zanke, ki se uporabljajo v
Zaradi nastopa vesoljske dobe je bil zaposlen pri dušenju kotnega gibanja satelitov v minimalni zemeljski orbiti.
In končno, tu gre za koncept magnetne histereze. V tem članku smo spoznali histerezno zanko, krivuljo B-H, preostali magnetizem, prisilno silo in kako se zanka razlikuje za mehko in trdo magnetno snov ter njene uporabe. Nadalje je pomembno vedeti, kaj je pomen histerezne zanke ?
