Hysterese magnetisk: beskrivelse, egenskaber, praktisk anvendelse

Hysterese er magnetisk, ferroelektrisk, dynamisk, elastisk. Det forekommer også i biologi, jordvidenskab og økonomi. Og kernen i denne definition er næsten den samme. Men artiklen omhandler specifikt magnetikken, du vil lære mere om dette fænomen, hvad det afhænger af, og når det manifesterer sig. Dette fænomen er studeret i universiteter med teknisk fokus, skolens læseplan er ikke inkluderet, så det er ikke alle, der ved det.

Hysterese magnetisk

Dette er en irreversibel og tvetydig afhængighed af et stofs magnetiseringsindeks (og det er som regel magnetisk bestilte ferromagneter) fra et eksternt magnetfelt. I dette tilfælde ændres feltet konstant - falder eller øges. Den generelle årsag til forekomsten af hysterese er tilstedeværelsen i det mindste af det termodynamiske potentiale i den ustabile tilstand og stabil, og der er også irreversible overgange mellem dem. Hysterese er også en manifestation af den første slags magnetiske orienteringsfaseovergang. I disse tilfælde forekommer overgangerne fra en fase til den anden på grund af metastabile tilstande. En karakteristik er en graf, der kaldes en "hysterese loop". Nogle gange kaldes det også "magnetiseringskurven".

Hysterese løkke

På grafen for afhængigheden af M på H kan man se:

1. Fra nulstilstanden, hvor M = 0 og H = 0, med stigende H, øges M.
2. Når marken stiger, bliver magnetiseringen praktisk talt konstant og lig med mætningsværdien.
3. Når H falder, reverseres omvendt, men når H = 0 er magnetiseringen M ikke nul. Denne ændring kan ses fra demagnetiseringskurven. Og når H = 0, tager M en værdi svarende til den resterende magnetisering.
4. Når H øges i intervallet -Hm ... + Hm, ændres magnetiseringen langs den tredje kurve.
5. Alle tre kurver, der beskriver processerne, går sammen og danner en slags loop. Det er hun der beskriver fænomenet hysterese - processerne for magnetisering og demagnetisering.

Magnetiseringsenergi

En sløjfe anses for asymmetrisk i tilfælde, hvor feltmaxima H1, som anvendes i omvendt og fremad retning, ikke er ens. Ovenfor er der blevet beskrevet en sløjfe, som er karakteristisk for en langsom magnetiseringsomvendelsesproces. I dem bevares kvasi-ligevægtsobligationer mellem værdierne H og M. Det er nødvendigt at være opmærksom på, at magnetisering eller demagnetisering forårsager en forsinkelse M fra H. Og det fører til, at al den energi, der erhverves af det ferromagnetiske materiale under magnetisering, ikke er givet Helt under demagnetiseringscyklussen. Og denne forskel gælder alt sammen ved opvarmning af ferromagneten. Og kredsløbet af magnetisk hysterese viser sig at være asymmetrisk i dette tilfælde.

Loop form

Formen af sløjfen afhænger af mange parametre-magnetisering, feltstyrke, tilstedeværelse af tab osv. Ferromagnets kemiske sammensætning, dets strukturelle tilstand, temperatur, karakter og fejlfordeling samt tilstedeværelsen af forarbejdning (termisk, termomagnetisk, mekanisk) har også stor indflydelse. Følgelig kan hysterese af ferromagneter ændres ved at underkaste materialer til bearbejdning. Herved ændres alle materialets egenskaber.

Hysterese tab

Under den dynamiske magnetiseringsomvendelse af en ferromagnet forårsager et alternerende magnetfelt tab. Og de udgør kun en lille del af det samlede magnetiske tab. Hvis sløjferne har samme højde (samme maksimale værdi af magnetisering M), er sløjfen af den dynamiske form bredere end den statiske. Dette skyldes, at nye tab er tilføjet til alle tab. Disse er dynamiske tab, de er normalt forbundet med eddy strøm, magnetisk viskositet. I sum opnås betydelige tab for hysterese.

Ferromagneter med enkelt domæne

I tilfælde af at partiklerne har en anden størrelse, fortsætter rotationsprocessen. Dette skyldes det faktum, at dannelsen af nye domæner er urentable ud fra energisynspunktet. Men partikelrotationsprocessen hæmmes af anisotropi (magnetisk). Det kan have forskellig oprindelse - at danne sig selv i krystalet, opstille som følge af elastisk stress osv.). Men det er ved hjælp af denne anisotropi, at magnetiseringen holdes af det indre felt. Det kaldes også det effektive felt af magnetisk anisotropi. Og magnetisk hysterese opstår som følge af, at magnetiseringen ændres i to retninger - direkte og omvendt. Under magnetiseringsomvendelsen af ferromagneter med enkelt domæne forekommer der flere sprænger. Magnetiseringsvektoren M vender til siden af feltet H. Desuden kan rotationen være homogen eller inhomogen.

Multidomain ferromagneter

I dem er magnetiseringskurven konstrueret på en lignende måde, men her er processerne forskellige. Når magnetisering reversering sker, forskydes domænernes grænser. Derfor kan en af årsagerne til forekomsten af hysterese være forsinkelsen i forskydningerne af grænserne såvel som irreversible hopper. Nogle gange (hvis ferromagneter har et ret stort felt) bestemmes den magnetiske hysterese af vækstretarderingen og dannelsen af remagnetiseringskerner. Det er fra disse kerner, at domænet strukturen af ferromagnetiske stoffer er dannet.

Theory of hysteresis

Det skal tages i betragtning, at fænomenet magnetisk hysterese også forekommer med rotation af felt H, og ikke kun når det ændrer sig i tegn og størrelse. Dette kaldes hysterese af magnetisk rotation og svarer til en ændring i magnetiseringsretningen M med en ændring i retningen af feltet H. Udseendet af en hysterese af magnetisk rotation observeres også, når prøven under undersøgelse drejes i forhold til et fast felt H.

Magnetiseringskurven karakteriserer også domænetes magnetiske struktur. Strukturen ændres med passage af magnetiserings- og magnetiseringsomskiftningsprocesser. Ændringerne afhænger af, hvor meget domænernes grænser ændrer sig fra virkningerne af et eksternt magnetfelt. Absolut alt, der kan stoppe alle de ovenfor beskrevne processer, omdanner ferromagneterne til en ustabil tilstand og er årsagen til, at magnetisk hysterese opstår.

Det skal tages i betragtning, at hysterese afhænger af mange parametre. Magnetisering ændres under påvirkning af eksterne faktorer - temperatur, elastisk stress, derfor opstår hysterese. Dette giver anledning til en hysterese ikke kun af magnetiseringen, men også af alle de egenskaber, som det afhænger af. Som det kan ses herfra kan fænomenet hysterese overholdes ikke kun når materialet er magnetiseret, men også i andre fysiske processer, der direkte eller indirekte er forbundet med det.