Slovo hystereze bylo zavedeno ze starořeckého slova, kde se význam vztahuje k „zaostávání“ nebo „nedostatečnosti“. Termín magnetická hystereze byl založen v roce 1890 vědcem Jamesem Alfredem Ewingem, aby poznal výkon a vodivost magnetických látek. Před rokem 1890 byla práce na tomto konceptu hystereze v mechanických sítích provedl James Maxwell. V důsledku toho modely, které byly vyvinuty z hystereze, získaly větší význam v pracích souvisejících s absorpcí a magnetismem. Matematická analýza magnetické hystereze byla známa v 70. letech 20. století Markem Krasnoselem a jeho týmem. A nyní náš článek vysvětluje magnetickou hysterezi, křivku BH, její chování a aplikace.
Co je magnetická hystereze?
Toto je fenomén magnetizační hustoty „B“, který zaostává po magnetické síle „H“, která se vyskytuje v magnetické látce, se nazývá „magnetická hystereze“. Aby bylo jasné, lze to vysvětlit tak, že když je magnetická látka poprvé magnetizována a poté jiným způsobem, který dokončí jeden celý cyklus magnetizace, vyvine se hustota toku, která zaostává za magnetizační silou.
Magnetický materiál
U magnetických látek, jako je železo, bude zachována určitá část zarovnání, i když nejsou pod magnetickým polem. Aby byly nemagnetizované, potřebuje buď aplikaci tepla, nebo magnetické pole v opačném směru. Existují různé typy magnetických látek jako para, dia, ferro a anti feromagnetický materiály. S feromagnetickými látkami lze snadno vytvořit hysterezní smyčku.
Magnetická hysterezní smyčka
Hysterezní smyčka definuje vztah, který existuje mezi magnetizačním polem a velikostí magnetizačního účinku. V době modifikace vnějšího magnetického pole ve feromagnetickém materiálu bude vyvinuta hysterezní smyčka. Níže uvedený graf popisuje polohy a podrobnou analýzu.
Hysterezní smyčka
Smyčka je vytvořena při měření B pro více hodnot H a pokud jsou tyto hodnoty uvedeny jako grafická forma, pak tvoří smyčku. Tady,
- Hodnota „B“ se zvyšuje, když se současně zvyšuje hodnota „H“.
- Zvýšení dopadu magnetického pole zvyšuje hodnotu magnetismu a na konci se dostane do bodu „A“, který se nazývá bod nasycení, kde „B“ zůstává konstantní.
- Snížením množství magnetického pole se také sníží dopad magnetismu. Ale hodnoty „B“ a „H“ jsou podobné, což je „0“, magnetická látka má několik magnetických vlastností, což je definováno buď jako zbytkový magnetismus, nebo jako retentivita.
- A když dojde k poklesu účinku magnetického pole, magnetická vlastnost také poklesne. A při „C“ se materiál zcela demagnetizuje a má nulové magnetické vlastnosti.
- Oba tyto postupy vpřed a vzad dokončují jeden celý cyklus a tvoří smyčku, která se označuje jako hysterezní smyčka.
Magnetizace nebo B-H křivka
S výše uvedenou základní teorií je jasné, že křivky magnetické hystereze se u různých typů materiálů liší. Z níže uvedeného obrázku bylo pozorováno, že hustota toku se odpovídajícím způsobem zvyšuje s intenzitou pole, dokud nedojde ke konkrétní hodnotě, a po tomto bodě zůstane hustota toku, protože konstantní rovnoměrná intenzita pole se bude zvyšovat.
K tomu dochází z důvodu, že existuje omezení tok množství hustoty, které může vyvinout jádro, protože všechny domény přítomné v železné látce jsou přesně zarovnány. Poté nevykazuje žádný vliv na „M“ a v grafu je bod, kde je hustota toku na maximální hodnotě, označován jako magnetická sytost.
Nasycení se vyvíjí z důvodu náhodného vyrovnání uspořádání molekul uvnitř jádrové látky a to upravuje malé částice uvnitř látky tak, aby se dostaly do přesného vyrovnání. Když se hodnota „H“ zvýší, dojde k dokonalejšímu uspořádání molekulárních částic, dokud nedosáhnou k rozvoji zvýšené hustoty toku. A také přírůstek intenzity magnetického pole kvůli vylepšení v elektrickém aktuální údolí přes cívku nebude mít žádný účinek
Magnetické hysterezní smyčky pro měkké a tvrdé materiály
Výsledkem magnetické hystereze je rozptyl nevyužité energie ve formě tepla, kde je rozptýlená energie v lineárním poměru k rozsahu hysterezní smyčky. Ztráty vyvolané magnetickou hysterezí také ukazují účinek na střídavý typ transformátory kde se často mění směr proudu. Z tohoto důvodu magnetické póly v materiálu jádra vytvářejí ztráty, protože neustále obracejí svůj směr. Níže uvedené obrázky zobrazují hysterezní smyčku u měkkých i tvrdých materiálů.
V měkkém magnetu
Smyčka v měkkém magnetu
V tvrdém magnetu
Hysterezní křivka v tvrdém magnetu
Otočné cívky, které jsou přítomny v stejnosměrných systémech, také vyvinou ztráty hystereze, protože mají neustálý průchod jižním a severním magnetickým pólem. Jak již bylo uvedeno, graf hysterezní smyčky je založen na chování použitého magnetického materiálu.
Zbytkový magnetismus
Ze smyčky magnetické hystereze se množství hustoty toku udržované magnetickou látkou označuje jako zbytkový magnetismus. A množství údržby, které se nazývá retentivita látky.
Donucovací síla
Velikost magnetizační síly, která je nezbytná k odstranění zbývající magnetické vlastnosti z materiálu, se nazývá koercitivní síla. Pro dokončení hysterezní smyčky je magnetická síla „H“ zesílena v opačném směru, dokud nedojde k bodu nasycení. A hodnota „H“ dosáhne nuly a smyčka přijde na cestu „de“, kde cesta „oe“ je reziduální magnetická vlastnost, když je cesta v opačném směru.
Výsledkem magnetické hystereze je nestřídmý plýtvání energií jako ve formě tepla. Energie, která se rozptýlí, je relativní k rozsahu hysterezní smyčky. Zvláště existují dva druhy magnetického materiálu, kde jsou měkký magnetický materiál a tvrdý magnetický materiál .
Aplikace
Několik z aplikace magnetické hystereze jsou:
Protože magnetické látky mají rozšířený rozsah hysterezní smyčky, jsou tyto implementovány v zařízeních, jako jsou
- Pevný disk
- Zařízení pro záznam zvuku
- Magnetické pásky
- Kreditní karty
Existují také zúžené magnetické hysterezní smyčkové látky, které se používají v
Zaměstnává se při tlumení úhlového pohybu satelitů na minimální oběžné dráze Země, protože došlo k nástupu vesmírného věku.
A nakonec jde o koncept magnetické hystereze. V tomto článku jsme se dozvěděli o hysterezní smyčce, B-H křivce, zbytkovém magnetismu, donucovací síle a o tom, jak se smyčka liší pro měkkou a tvrdou magnetickou látku a její aplikace. Je dále důležité vědět o tom, co je důležitost hysterezní smyčky ?
