Histerezis manyetik, ferroelektrik, dinamik, elastik vardır. Aynı zamanda biyoloji, toprak bilimi, ekonomide de bulunur. Üstelik bu tanımın özü de hemen hemen aynıdır. Ancak makale manyetik üzerine odaklanacak, bu fenomen, neye bağlı olduğu ve kendini ne zaman gösterdiği hakkında daha fazla şey öğreneceksiniz. Bu olgu üniversitelerde teknik odaklı çalışılıyor, okul müfredatında yer almıyor, bu yüzden herkes bilmiyor.
Histerezis manyetik
Bu, bir maddenin manyetizasyon indeksinin (ve bunlar, kural olarak, manyetik olarak sıralanmış ferromanyetlerdir) harici bir manyetik alana tersinmez ve belirsiz bir bağımlılığıdır. Bu durumda, alan sürekli değişiyor - azalıyor veya artıyor. Histerezisin varlığının genel nedeni, termodinamik potansiyelin minimumunda kararsız bir durum ve kararlı bir durumun varlığıdır ve bunlar arasında geri dönüşü olmayan geçişler de vardır. Histerezis ayrıca birinci dereceden bir manyetik yönelimli faz geçişinin bir tezahürüdür. Onlarla birlikte, yarı kararlı durumlar nedeniyle bir fazdan diğerine geçişler meydana gelir. Karakteristik, "histerezis döngüsü" olarak adlandırılan bir grafiktir. Bazen "mıknatıslanma eğrisi" olarak da adlandırılır.
Histerezis döngüsü
M ve H grafiğinde şunları görebilirsiniz:
- M=0 ve H=0 olan sıfır durumundan, H'deki artışla birlikte M de büyür.
- Alan arttığında, manyetizasyon neredeyse sabit hale gelir ve doyma değerine eşit olur.
- H azaldığında, ters değişim meydana gelir, ancak H=0 olduğunda, M mıknatıslanma sıfıra eşit olmayacaktır. Bu değişiklik demagnetizasyon eğrisinden görülebilir. Ve H=0 olduğunda, M artık manyetizasyona eşit bir değer alır.
- H –Hm… +Hm aralığında arttıkça, mıknatıslanma üçüncü eğri boyunca değişir.
- Süreçleri tanımlayan üç eğrinin tümü birbirine bağlıdır ve bir tür döngü oluşturur. Histerezis fenomenini - manyetizasyon ve demanyetizasyon süreçlerini tanımlayan odur.
Manyetizasyon enerjisi
Geri ve ileri yönlerde uygulanan H1 alanının maksimumlarının aynı olmadığı durumda bir döngü asimetrik olarak kabul edilir. Yavaş bir manyetizasyon tersine çevirme işleminin özelliği olan bir döngü yukarıda tarif edilmiştir. Onlarla birlikte H ve M değerleri arasındaki yarı denge ilişkileri korunur.manyetizasyon veya demanyetizasyon sırasında M, H'nin gerisinde kalır. Bu, ferromanyetik malzeme tarafından manyetizasyon sırasında elde edilen tüm enerjinin, demanyetizasyon döngüsü sırasında tamamen aktarılmadığı gerçeğine yol açar. Ve bu fark, tamamen ferromıknatısın ısınmasına gider. Ve bu durumda manyetik histerezis döngüsü asimetrik çıkıyor.
Döngü Şekli
Döngünün şekli birçok parametreye bağlıdır - manyetizasyon, alan gücü, kayıpların varlığı, vb. Ferromanyetin kimyasal bileşimi, yapısal durumu, sıcaklığı, kusurların doğası ve dağılımı, işleme (termal, termomanyetik, mekanik). Bu nedenle, malzemeler mekanik işleme tabi tutularak ferromanyetlerin histerezisi değiştirilebilir. Bu, malzemenin tüm özelliklerini değiştirir.
Histerezis kaybı
Bir ferromıknatısın alternatif bir manyetik alan tarafından dinamik olarak yeniden mıknatıslanması sırasında kayıplar gözlenir. Ayrıca, toplam manyetik kayıpların sadece küçük bir kısmını oluştururlar. Döngüler aynı yüksekliğe sahipse (aynı maksimum mıknatıslanma değeri M), dinamik tip döngü statik olandan daha geniştir. Bunun nedeni, tüm kayıplara yeni kayıpların eklenmesidir. Bunlar dinamik kayıplardır, genellikle girdap akımı, manyetik viskozite ile ilişkilidir. Özetle, oldukça önemli histerezis kayıpları elde edilir.
Tek alanlı ferromıknatıslar
BParçacıkların boyutları farklı ise dönme işlemi gerçekleşir. Bunun nedeni, yeni alanların oluşumunun enerji açısından elverişsiz olmasıdır. Ancak partikül döndürme işlemi, anizotropi (manyetik) tarafından engellenir. Farklı bir kökene sahip olabilir - kristalin kendisinde oluşabilir, elastik stres nedeniyle ortaya çıkar, vb.). Ancak, bu anizotropinin yardımıyla, manyetizasyon iç alan tarafından tutulur. Etkin manyetik anizotropi alanı olarak da adlandırılır. Ve manyetik histerezis, manyetizasyonun iki yönde - ileri ve geri - değişmesi nedeniyle ortaya çıkar. Tek alanlı ferromıknatısların yeniden mıknatıslanması sırasında birkaç sıçrama meydana gelir. Mıknatıslanma vektörü M, H alanına doğru döner. Ayrıca, dönüş düzgün olabilir veya olmayabilir.
Çok alanlı ferromanyetler
Onlarda, manyetizasyon eğrisi benzer şekilde oluşturulur, ancak süreçler farklıdır. Manyetizasyonun tersine çevrilmesi sırasında, alan sınırları değişir. Bu nedenle, histerezisin nedenlerinden biri, geri dönüşü olmayan sıçramaların yanı sıra sınır kaymalarındaki gecikme olabilir. Bazen (ferromıknatısların oldukça geniş bir alanı varsa), manyetik histerezis, büyümedeki gecikme ve manyetizasyon ters çekirdeklerinin oluşumu ile belirlenir. Ferromanyetik maddelerin etki alanı yapısı bu çekirdeklerden oluşur.
Histerezis teorisi
Manyetik histerezis olgusunun, H alanı döndüğünde de meydana geldiği ve yalnızca işaret veboy. Buna manyetik rotasyonun histerezisi denir ve H alanının yönündeki bir değişiklikle M manyetizasyon yönündeki bir değişikliğe karşılık gelir. Manyetik rotasyonun histerezisinin oluşumu, numune göreceli olarak döndürüldüğünde de gözlenir. sabit alana H.
Mıknatıslanma eğrisi ayrıca alanın manyetik yapısını da karakterize eder. Mıknatıslanma ve manyetizasyon tersinme işlemlerinin geçişi sırasında yapı değişir. Değişiklikler, alan sınırlarının ne kadar uzağa kaydığına ve harici bir manyetik alanın etkilerine bağlıdır. Kesinlikle yukarıda açıklanan tüm süreçleri geciktirebilecek her şey ferromanyetleri kararsız bir duruma sokar ve manyetik histerezis oluşmasına neden olur.
Histerezisin birçok parametreye bağlı olduğu dikkate alınmalıdır. Mıknatıslanma, dış faktörlerin etkisi altında değişir - sıcaklık, elastik stres, bu nedenle histerezis meydana gelir. Bu durumda, histerezis sadece manyetizasyonda değil, aynı zamanda bağlı olduğu tüm özelliklerde de ortaya çıkar. Buradan da anlaşılacağı gibi, histerezis olgusu sadece malzemenin manyetizasyonu sırasında değil, aynı zamanda onunla doğrudan veya dolaylı olarak ilişkili diğer fiziksel işlemler sırasında da gözlemlenebilir.
