Слово гистерезис произошло от древнегреческого слова, значение которого означает «отставание» или «неадекватность». Термин магнитный гистерезис был основан в 1890 году ученым Джеймсом Альфредом Юингом, чтобы знать характеристики и проводимость магнитных веществ. До 1890 г. работа над этой концепцией гистерезис в механических сетях - Джеймс Максвелл. Следовательно, модели, которые были разработаны на основе гистерезиса, получили большее значение в работах, связанных с поглощением и магнетизмом. Затем, математический анализ магнитного гистерезиса был известен еще в 1970-е годы Марком Красноселем и его командой. А теперь наша статья объясняет магнитный гистерезис, кривую B-H, ее поведение и приложения.
Что такое магнитный гистерезис?
Это явление плотности намагничивания «B», которое является запаздыванием после магнитной силы «H», которая возникает в магнитном веществе, называется «магнитным гистерезисом». Чтобы быть ясным, это можно объяснить тем, что когда магнитное вещество впервые намагничивается, а затем другим способом, который завершает один полный цикл намагничивания, тогда возникает плотность потока, которая отстает от силы намагничивания.
Магнитный материал
Для магнитных материалов, таких как железо, даже если они не находятся под магнитным полем, некоторая часть выравнивания будет сохраняться. Чтобы сделать их не намагниченными, необходимо приложение тепла или магнитного поля в обратном направлении. Существуют различные типы магнитных веществ, такие как пара, диа, ферро и анти- ферромагнитный материалы. С ферромагнитными веществами петля гистерезиса может быть легко развита.
Магнитная петля гистерезиса
Петля гистерезиса определяет соотношение, которое существует между намагничивающим полем и величиной намагничивающего эффекта. Во время изменения внешнего магнитного поля в материале ферромагнетика будет развиваться петля гистерезиса. График ниже описывает позиции и подробный анализ.
Петля гистерезиса
Цикл формируется при измерении B для нескольких значений H, и если эти значения обрисованы в виде графической формы, то он образует цикл. Здесь,
- Значение «B» увеличивается при одновременном увеличении значения «H».
- Увеличение воздействия магнитного поля увеличивает значение магнетизма и, в конце концов, достигает точки «А», которая называется точкой насыщения, где «В» остается постоянным.
- При уменьшении величины магнитного поля также уменьшается влияние магнетизма. Но значения «B» и «H» схожи, т.е. «0», магнитное вещество обладает небольшими свойствами магнетизма, и это определяется либо как остаточный магнетизм, либо как удерживающая способность.
- И когда есть уменьшение влияния магнитного поля, свойство магнетизма также ухудшается. А при «C» материал полностью размагничивается и имеет нулевые магнитные свойства.
- И эти процедуры прямого и обратного направления завершают один полный цикл и образуют петлю, которая называется петлей гистерезиса.
Намагничивание или кривая B-H
С помощью изложенной выше базовой теории становится ясно, что кривые магнитного гистерезиса различны для разных типов материалов. Из рисунка ниже видно, что плотность потока увеличивается соответственно напряженности поля до тех пор, пока не достигнет определенного значения, а после этого момента плотность потока остается постоянной, даже если напряженность поля продолжает увеличиваться.
Это происходит из-за того, что существует ограничение на поток величина плотности, которая может быть развита ядром, поскольку все домены, присутствующие в железе, точно выровнены. После этого он не показывает никакого влияния на «M», а на графике точка, в которой плотность потока находится на максимальном значении, называется магнитным насыщением.
Насыщение возникает из-за случайного выравнивания расположения молекул внутри вещества ядра, и это изменяет мелкие частицы внутри вещества, чтобы получить точное выравнивание. Когда значение «H» увеличивается, происходит более совершенное расположение молекулярных частиц, пока они не достигнут повышенной плотности потока. А также увеличение напряженности магнитного поля за счет увеличения электрического Текущий долина через катушку не покажет никакого эффекта
Петли магнитного гистерезиса для мягких и твердых материалов
Результатом магнитного гистерезиса является рассеяние неиспользованной энергии в виде тепла, где рассеиваемая энергия линейно пропорциональна протяженности петли гистерезиса. Потери, возникающие из-за магнитного гистерезиса, также показывают влияние на переменный тип трансформаторы где есть частые изменения в текущем направлении. Из-за этого магнитные полюса в материале сердечника создают потери, поскольку они постоянно меняют свое направление. На рисунках ниже изображена петля гистерезиса как для мягких, так и для твердых материалов.
В мягком магните
Петля в мягком магните
В жестком магните
Кривая гистерезиса в жестком магните
Вращающиеся катушки, которые присутствуют в системах постоянного тока, также будут иметь гистерезисные потери, поскольку они постоянно проходят через южный и северный магнитные полюса. Как уже было сказано, график петли гистерезиса основан на поведении используемого магнитного материала.
Остаточный магнетизм
Из петли магнитного гистерезиса величина плотности потока, которая поддерживается магнитным веществом, называется остаточным магнетизмом. А величина содержания называется удерживающей способностью вещества.
Коэрцитивная сила
Величина намагничивающей силы, которая необходима для удаления оставшихся магнитных свойств материала, называется коэрцитивной силой. Чтобы завершить петлю гистерезиса, магнитная сила «H» усиливается в противоположном направлении, пока не достигает точки насыщения. И значение «H» достигнет нуля, и петля перейдет к пути «de», где путь «oe» - это остаточное магнитное свойство, когда путь находится в противоположном направлении.
Магнитный гистерезис приводит к невоздержанию растраты энергии, например, в форме тепла. Диссипируемая энергия зависит от длины петли гистерезиса. В частности, существуют два вида магнитных материалов, в которых они магнитомягкий материал и магнитотвердый материал .
Приложения
Некоторые из применения магнитного гистерезиса находятся:
Поскольку магнитные вещества имеют расширенный диапазон петли гистерезиса, они реализованы в таких устройствах, как
- Жесткий диск
- Аудио записывающие устройства
- Магнитные ленты
- Кредитные карты
Кроме того, существуют вещества с ограниченной петлей магнитного гистерезиса, и они используются в
Используется для гашения углового движения спутников на минимальной околоземной орбите в связи с наступлением космической эры.
И наконец, это все о концепции магнитного гистерезиса. В этой статье мы узнали о петле гистерезиса, кривой B-H, остаточном магнетизме, коэрцитивной силе и о том, чем петля отличается для мягких и твердых магнитных материалов и их приложений. Также важно знать, что такое важность петли гистерезиса ?
