Hystereesi tarkoittaa ' jäljessä ” on ferromagneettisten materiaalien ominaisuus, jolla magneettivuo viivästyi ferromagneettisessa materiaalissa sen jälkeen, kun magneettikenttä oli poistettu niistä. Kun tämä ulkoinen magneettikenttä poistetaan, suurin osa magneettisessa tilassaan säilyneistä atomeista ja materiaalista magnetoituu. Tätä ilmiötä kutsutaan hystereesiksi.
Hystereesisilmukka ja B-H-käyrä
Magnetointivoiman H ja vuontiheyden B käyrä on neljän kvadrantin käyrä, ja tätä käyrää kutsutaan B-H-käyräksi. Tämä graafinen esitys kertoo materiaalin erilaisista magneettisista ominaisuuksista, kuten läpäisevyydestä, koersitiivista, reluktanssista ja jäännösvuosta.
Harkitse magneettista materiaalia kelan ytimenä. Käytettäessä tasavirtalähdettä säädettävän vastuksen kautta, käämin läpi kulkeva virta vaihtelee vastaavasti. Magnetointivoima on suoraan verrannollinen virtaan ja sen antaa
Missä H on magnetointivoima. Virran I kasvaessa magneettivoima H kasvaa ja siten magneettivuon tiheys B kasvaa. Tietyllä B:n arvolla kaikki ydinmateriaalin atomit asettuvat magneettikentän suuntaan ja magnetisoituvat kokonaan. Tätä pistettä kutsutaan kyllästyspisteeksi, eikä magnetoinnissa tapahdu muutosta virran lisääntyessä.
Jos katkaisemme virransyötön, virta I ja magnetointivoima H laskivat nollaan, mutta osa ydinmateriaalin atomeista pysyy kohdakkain ja näyttää magnetismin materiaalissa. Tätä ydinmateriaalin ominaisuutta pysyä magnetoituna magnetointivoiman poistamisen jälkeen kutsutaan ' Säilyvyys ”.
B-H käyrä
0 - a
Virransyöttöä käytettäessä kelan virta muuttuu nollasta tiettyyn arvoon magneettinen voima H kasvaa ja siten magneettivuo B kasvaa, ja molemmat seuraavat kaaviossa polkua 0-a. Tietyllä magneettivuon B arvolla kaikki atomit magnetisoituvat ja ydinmateriaalin atomeissa ei tapahdu muutosta magneettikenttää edelleen käytettäessä. Tämä maksimivuon tiheys on Bmax ja magnetointivoima on Hmax .
A:sta b:hen
Nyt kun virtaa pienennetään, magneettinen voima H pienenee ja siten magneettivuo B pienenee. Mutta tässä tapauksessa B ja H eivät seuraa edellistä polkua, vaan ne seuraavat polkua ' a-b ' kaaviossa.
Kohdassa ' b ” virta I ja magneettinen voima H on nolla, mutta B ei ole nolla, tätä B:n jäämistä H:n jälkeen kutsutaan hystereesiksi ja tätä H:sta jäljessä olevaa magneettivuon tiheyden B arvoa kutsutaan jäännösmagnetismiksi Br.
B:stä c:hen
Kun virran suunta käännetään, H kääntyy ja Br:n arvo laskee kylvyn jälkeen. b-c ”. Kohdassa ' c ”, Br muuttuu nollaksi. Negatiivinen arvo ' H 'pisteessä c, jossa B:n arvo on nolla, kutsutaan ' Pakkovoima ”.
C:stä d:hen
Kun virtaa lisätään edelleen päinvastaiseen suuntaan, H ja B käännetään ja seuraavat polkua ' CD ' ja tietyllä käänteisvirran arvolla B:n arvosta tulee maksimi vastakkaisessa suunnassa ja kyllästyminen tapahtuu kohdassa ' b ”.
d:stä e:hen
Nyt, jos virta kasvaa negatiivisesta arvosta nollaan, H kasvaa. Kohdassa ' se on ” sekä virta I että magneettinen voima muuttuvat nolliksi, mutta B ei ole nolla ja niillä on tietty arvo negatiivisena. Piste ' se on ” kuvaajassa antaa jäännösmagnetismin (-Br) negatiivisen arvon.
e:stä f:hen
Lisäämällä virran arvoa H:n arvo kasvaa. B ja H seuraavat polkua' e-f ”. Kohdassa ' f ” sekä virralla I että magnetointivoimalla H on tietty arvo, mutta B on nolla.
F:stä a:han
Jälleen, kun virtaa I kasvaa edelleen, H:n ja B:n arvo kasvaa ja seuraa polkua 'fa' . Kohdassa ' a ” taas tapahtuu kyllästyminen ja kaikki ydinmateriaalin atomit magnetisoituvat ja asettuvat magneettikentän suuntaan.
Hystereesisilmukka
Tätä magneettivuon tiheyden B ja magnetointivoiman H välistä kuvaajaa kutsutaan B-H-käyräksi ja suljettua polkua, jota seuraa B ja H, kun virta muuttuu nollasta positiiviseksi, positiivisesta nollaan, nollasta negatiiviseksi, negatiivisesta nollaan ja jälleen nollasta positiiviseksi. kutsutaan hystereesisilmukaksi.
Erilaiset ferromagneettiset materiaalit antavat eri koon ja muodon hystereesisilmukalle. Pehmeä ferromagneettinen materiaali antaa kapean hystereesisilmukan, ja ne ovat helposti magnetoitavissa ja demagnetoitavissa ja soveltuvat käytettäväksi muuntajissa.
Säilyvyys
Retentivisyys on minkä tahansa materiaalin ominaisuus, jolla se säilyttää magnetisoitumisen indusoidun magneettikentän poistamisen jälkeen.
Pakkovoima
Käänteiseen suuntaan kohdistetun magneettikentän voimakkuus, joka tarvitaan materiaalin täydelliseen demagnetointiin, tunnetaan koersitiivisena. Pakkovoimaa on käytettävä materiaalin täysin demagnetisoimiseksi virran poistamisen jälkeen. Työ tehdään sen parissa ja energia haihtuu materiaalista lämmön muodossa. Lämpö haihtui materiaalista; tunnetaan hystereesihäviönä, jonka antaa Hc B-H-käyrässä.
Johtopäätös
Magneettivirtaa, joka on jäänyt ferromagneettisessa materiaalissa magneettikentän poistamisen jälkeen niistä, kutsutaan hystereesiksi. Ferromagneettisen materiaalin täydelliseen demagnetointiin tarvitaan voima, jota kutsutaan pakkovoimaksi, ja sille tehdään työtä, joka aiheuttaa lämmön haihtumista siinä. Graafinen esitys magnetointivoiman H ja magneettivuon tiheyden B välillä antaa B-H-käyrän ja suljettua polkua, jota seuraavat B ja H, kutsutaan hystereesisilmukaksi.