Mi a mágneses hiszterézis: B-H görbe és alkalmazásai

A hiszterézis szót egy ókori görög szóból vezették be, ahol a jelentés „lemaradásra” vagy „elégtelenségre” utal. A mágneses hiszterézis kifejezést 1890-ben alapította James Alfred Ewing tudós, hogy megismerje a mágneses anyagok teljesítményét és vezetőképességét. 1890 előtt a munka ezen a koncepción hiszterézis mechanikus hálózatokban James Maxwell végezte. Következésképpen a hiszterézisből kifejlesztett modellek nagyobb jelentőséget kaptak az abszorpcióval és a mágnességgel kapcsolatos munkákban. Ezután a mágneses hiszterézis matematikai elemzését az 1970-es évek periódusában ismerték Mark Krasnosel és csapata. Cikkünk most elmagyarázza a mágneses hiszterézist, a B-H görbét, annak viselkedését és alkalmazását.

Mi a mágneses hiszterézis?

Ez a „B” mágnesezési sűrűség jelensége, amely elmarad a mágneses anyagban előforduló „H” mágneses erő nyomán, mágneses hiszterézisnek nevezzük. Az egyértelműség kedvéért magyarázható úgy, hogy amikor egy mágneses anyagot először mágneseznek, majd más módon, amely egy teljes mágnesezési ciklust teljesít, akkor olyan fluxus sűrűség alakul ki, amely elmarad a mágnesezési erőtől.

Mágneses anyag

Az olyan mágneses anyagok esetében, mint a vas, még akkor is, ha azok nincsenek a mágneses mező alatt, az igazodás bizonyos része megmarad. Ahhoz, hogy nem mágnesesek legyenek, vagy hővel, vagy mágneses térrel kell szembenézni. Különböző típusú mágneses anyagok léteznek, mint para, dia, ferro és anti- ferromágneses anyagok. A ferromágneses anyagokkal könnyen kialakulhat a hiszterézis hurok.

Mágneses hiszterézis hurok

A hiszterézis hurok határozza meg a kapcsolatot a mágnesező mező és a mágnesezési hatás mértéke között. A külső mágneses mező ferromágneses anyagban történő módosításakor a hiszterézishurkot fejleszteni kell. Az alábbi grafikon leírja a helyzeteket és a részletes elemzést.

Hiszterézis hurok

A hurok akkor képződik, amikor B-t mérünk több H értékre, és ha ezek az értékek grafikus formában vannak felvázolva, akkor hurokot alkotnak. Itt,

• A „B” értéke akkor növekszik, ha a „H” értéket egyidejűleg növeljük.
• A mágneses tér hatásának növelése növeli a mágnesesség értékét, és a végén eljut az „A” pontig, amelyet telítési pontnak neveznek, ahol a „B” állandó marad.
• A mágneses tér mennyiségének csökkentésével a mágnesesség hatása is csökken. De a „B” és a „H” értékek hasonlóak, ami „0”, a mágneses anyag kevés mágnesességi tulajdonsággal rendelkezik, és ezt vagy maradék mágnességként vagy retentivitásként határozzák meg.
• És amikor csökken a mágneses tér hatása, akkor a mágnesességi tulajdonságok is csökkenni fognak. A „C” hőmérsékleten az anyag teljesen demagnetizálódik és nulla mágneses tulajdonsággal rendelkezik.
• Ezek az előre- és a fordított irányú eljárások egy teljes ciklust fejeznek be, és hurkot képeznek, amelyet hiszterézishuroknak neveznek.

Mágnesezés vagy B-H görbe

A fenti alapelmélettel egyértelművé válunk, hogy a mágneses hiszterézis görbéi különböző típusú anyagok esetében eltérőek. Az alábbi kép alapján azt figyeltük meg, hogy a fluxus sűrűsége a térerősségnek megfelelően növekszik, amíg egy adott értéket elér, és ezt követően a fluxus sűrűsége megmarad, mivel állandó egyenletes térerősség továbbra is növekszik.

Ez annak az oknak köszönhető, hogy a fényáram sűrűségmennyiség, amelyet a mag fejleszthet ki, mivel a vasanyagban jelenlévő teljes domének pontosan illeszkednek. Ezt követően nem mutat hatást az „M” -re, és a grafikonon azt a pontot nevezzük mágneses telítettségnek, ahol a fluxus sűrűsége a legnagyobb értéken van.

A telítettség a maganyagon belüli molekulaelrendezés véletlenszerű összehangolása miatt alakul ki, és ez módosítja az anyag belsejében lévő kis részecskéket, hogy azok pontosan illeszkedjenek. Amikor a „H” értéke növekszik, a molekularészecskék tökéletesebb elrendezése lesz, amíg el nem érik a megnövekedett fluxus sűrűséget. És a mágneses térerősség növekedése is az elektromos erősítés miatt jelenlegi A tekercsen lévő orsó nem mutat hatást

Mágneses hiszterézis hurkok puha és kemény anyagokhoz

A mágneses hiszterézis eredménye a fel nem használt energia-disszipáció a hő formájában, ahol az elvezetett energia lineáris arányban van a hiszterézis hurok kiterjedésével. A mágneses hiszterézis miatt kialakult veszteségek a váltakozó típusra gyakorolt ​​hatást is mutatják transzformátorok ahol gyakran változik az aktuális irány. Emiatt a mag anyagában lévő mágneses pólusok veszteségeket okoznak, mivel folyamatosan fordítják irányukat. Az alábbi képek a hiszterézishurkot ábrázolják mind a puha, mind a kemény anyagban.

Puha mágnesben

Hurok a puha mágnesben

Kemény mágnesben

Hisztézis görbe kemény mágnesben

A DC rendszerekben jelen lévő forgó tekercsek hiszterézis veszteségeket is kialakítanak, mivel folyamatosan áthaladnak a déli és az északi mágneses póluson. Mint már megállapítottuk, hogy a hiszterézis hurokgráf a felhasznált mágneses anyag viselkedésén alapul.

Maradék mágnesesség

A mágneses hiszterézis hurokból azt a fluxus sűrűség mennyiségét, amelyet a mágneses anyag tart fenn, maradék mágnességnek nevezzük. És a fenntartás mértékét nevezzük anyag retentivitásnak.

Kényszerítő erő

A mágnesező erő mennyiségét, amely szükséges a maradék mágneses tulajdonság eltávolításához az anyagból, kényszerítő erőnek nevezzük. A hiszterézishurok befejezéséhez a „H” mágneses erő az ellentétes irányban fokozódik addig, amíg telítési pontra nem kerül. És a „H” értéke eléri a nullát, és a hurok a „de” útra jut, ahol az „oe” út a maradék mágneses tulajdonság, ha az út ellentétes irányú.

A mágneses hiszterézis az elpazarolt energia mértéktelenségében, mint a hő formájában. Az eloszló energia a hiszterézis hurok kiterjedéséhez viszonyul. Különösen kétféle mágneses anyag létezik ott, ahol vannak puha mágneses anyag és kemény mágneses anyag .

Alkalmazások

Néhány a mágneses hiszterézis alkalmazásai vannak:

Mivel a mágneses anyagoknak a hiszterézis hurok kiterjedt tartománya van, ezeket olyan eszközökben valósítják meg, mint pl

• Merevlemez
• Hangrögzítő eszközök
• Mágneses szalagok
• Bankkártyák

Ezen kívül léteznek szűkített mágneses hiszterézis hurok anyagok, amelyeket ezekben alkalmaznak

• Transzformátorok
• Mágnesszelepek
• Elektromágnesek
• Relék

A műholdak szögmozgásának csillapítására szolgál a minimális földpályán, az űrkor megjelenése miatt.

És végül, ez mind a mágneses hiszterézis fogalmáról szól. Ebben a cikkben megismerhettük a hiszterézishurkot, a B-H görbét, a maradék mágnesességet, a kényszerítő erőt, valamint azt, hogy a hurok hogyan különbözik a lágy és kemény mágneses anyag és alkalmazásai szempontjából. További fontos tudni, hogy mi az a hiszterézis hurok fontossága ?