/ / Magnetische hysterese: beschrijving, eigenschappen, praktische toepassing

Magnetische hysteresis: beschrijving, eigenschappen, praktische toepassing

Бывает гистерезис магнитный, ferro-elektrisch, dynamisch, elastisch. Het is ook te vinden in biologie, bodemkunde en economie. En de essentie van deze definitie is bijna hetzelfde. Maar het artikel gaat over magnetisme, je zult meer in detail leren over dit fenomeen, waar het van afhangt en wanneer het verschijnt. Dit fenomeen wordt bestudeerd in universiteiten met een technische focus, het schoolcurriculum is niet inbegrepen, dus niet iedereen weet ervan.

Magnetische hysterese

magnetische hysteresis

Это необратимая и неоднозначная зависимость indicator van de magnetisatie van materie (en, in de regel, deze ferromagneten die magnetisch geordend zijn) van een extern magnetisch veld. In dit geval is het veld voortdurend aan het veranderen - afneemt of toeneemt. De algemene reden voor het bestaan ​​van een hysterese is de aanwezigheid in het minimum van het thermodynamische potentieel van een onstabiele en stabiele toestand, en er zijn ook onomkeerbare overgangen tussen beide. Hysteresis is ook een manifestatie van een magnetische oriënterende fase-overgang van de eerste soort. Wanneer ze van de ene naar de andere overgaan, treden fasen op vanwege metastabiele toestanden. Een kenmerk is een grafiek die een "hysteresislus" wordt genoemd. Soms wordt het ook de "magnetisatiecurve" genoemd.

Hysteresislus

hysteresis-fenomeen

Op de grafiek van afhankelijkheid van M op H kunt u zien:

  1. Van de nultoestand, waarbij M = 0 en H = 0, met toenemende H, zo ook M.
  2. Wanneer het veld toeneemt, wordt de magnetisatie bijna constant en gelijk aan de verzadigingswaarde.
  3. При уменьшении Н происходит обратное изменение, maar wanneer H = 0, zal de magnetisatie M niet nul zijn. Deze verandering is te zien in de demagnetisatiecurve. En wanneer H = 0, neemt M een waarde aan die gelijk is aan de resterende magnetisatie.
  4. Met een toename in H in het bereik -Ht ... + Ht, vindt er een verandering in de magnetisatie plaats langs de derde curve.
  5. Alle drie de curven die de processen beschrijven, zijn verbonden en vormen een soort lus. Het beschrijft het fenomeen hysteresis - de processen van magnetisatie en demagnetisatie.

Magnetiserende energie

magnetisatie curve

De lus wordt als asymmetrisch beschouwd in het geval datwanneer de maxima van het veld Hl, die in de omgekeerde en voorwaartse richting worden toegepast, niet hetzelfde zijn. Een lus is hierboven beschreven, wat kenmerkend is voor het langzame proces van magnetisatieomkering. In het geval van deze blijven quasi-evenwichtsverhoudingen tussen de waarden van H en M behouden. Er moet op worden gelet dat bij magnetiseren of demagnetiseren M achterblijft op N. volledig door de demagnetiseringscyclus. En dit verschil gaat helemaal in op de verwarming van een ferromagneet. En de magnetische hysteresislus is in dit geval asymmetrisch.

Lusvorm

Lusvorm is afhankelijk van veel parameters -magnetisatie, veldsterkte, de aanwezigheid van verliezen, etc. De chemische samenstelling van de ferromagneet, zijn structurele toestand, temperatuur, de aard en verdeling van defecten, de aanwezigheid van verwerking (thermisch, thermomagnetisch, mechanisch) hebben ook een aanzienlijk effect. Dientengevolge kan de hysterese van ferromagnetische materialen worden veranderd door de materialen te onderwerpen aan mechanische verwerking. Van deze verandering alle kenmerken van het materiaal.

Hystereseverliezen

magnetische hysteresislus

Во время динамического перемагничивания magnetische veldverliezen van ferromagnetisch ac worden waargenomen. En ze vormen slechts een klein deel van de totale magnetische verliezen. Als de lussen dezelfde hoogte hebben (dezelfde maximale waarde van magnetisatie M), is de lus van het dynamische type breder dan statisch. Dit komt door het feit dat nieuwe verliezen worden toegevoegd aan alle verliezen. Dit zijn dynamische verliezen, ze worden meestal geassocieerd met wervelstroom, magnetische viscositeit. Samenvattend worden vrij aanzienlijke hystereseverliezen verkregen.

Ferromagneten met één domein

hysterese van ferromagneten

In het geval dat de deeltjes anders zijngrootte, het rotatieproces is aan de gang. Dit komt doordat de vorming van nieuwe domeinen vanuit energetisch oogpunt nadelig is. Maar het proces van deeltjesrotatie wordt belemmerd door anisotropie (magnetisch). Het kan een andere oorsprong hebben - vorm in het kristal zelf, ontstaat als gevolg van elastische spanning, enz.). Maar juist met behulp van deze anisotropie wordt de magnetisatie vastgehouden door het interne veld. Het wordt ook wel het effectieve veld van magnetische anisotropie genoemd. En magnetische hysterese ontstaat doordat de magnetisatie in twee richtingen verandert - direct en omgekeerd. Tijdens magnetisatie-omkering van ferromagneten met één domein treden verschillende sprongen op. De magnetisatievector M roteert naar het veld N. Bovendien kan de rotatie homogeen of niet homogeen zijn.

Ferromagneten met meerdere domeinen

Daarin is de magnetisatiecurve op een vergelijkbare manier opgebouwdbeeld, maar de processen zijn anders. Tijdens magnetisatie-omkering verschuiven domeingrenzen. Bijgevolg kan een van de redenen voor het optreden van hysterese een vertraging in de verplaatsing van grenzen zijn, evenals onomkeerbare sprongen. Soms (als ferromagneten een vrij groot veld hebben), wordt de magnetische hysterese bepaald door de groeivertraging en de vorming van magnetisatie-omkeringskernen. Uit deze kernen wordt de domeinstructuur van ferromagnetische stoffen gevormd.

Hysterese theorie

verlies van hysterese

Houd er rekening mee dat het fenomeen magnetischhysterese treedt ook op wanneer het veld H roteert, en niet alleen wanneer het verandert in teken en grootte. Dit wordt de hysterese van magnetische rotatie genoemd en komt overeen met een verandering in de richting van magnetisatie M met een verandering in de richting van het veld N. Het optreden van een hysterese van magnetische rotatie wordt ook waargenomen wanneer het onderzochte monster wordt geroteerd ten opzichte van een vast veld N.

Kenmerkend is ook de magnetisatiecurvemagnetische domeinstructuur. De structuur verandert tijdens de processen van magnetisatie en omkering van magnetisatie. Veranderingen zijn afhankelijk van hoeveel de domeingrenzen zijn verschoven, van de effecten van een extern magnetisch veld. Absoluut alles dat in staat is om alle hierboven beschreven processen te vertragen, zet ferromagneten in een onstabiele toestand en is de reden dat magnetische hysterese optreedt.

Opgemerkt moet worden dat hysterese afhankelijk is van de setparameters. De magnetisatie verandert onder invloed van externe factoren - temperatuur, elastische spanning, daarom treedt hysterese op. In dit geval verschijnt hysterese niet alleen van magnetisatie, maar ook van al die eigenschappen waarvan het afhankelijk is. Zoals hieruit te zien is, kan het hystereseverschijnsel niet alleen worden waargenomen tijdens magnetisatie van het materiaal, maar ook bij andere fysische processen die er direct of indirect mee verband houden.

leuk vond:
0
Populaire berichten
Spirituele ontwikkeling
eten
Y