Magnetisk hysterese er trend, at materialer ferromagnetisk til stede for at bevare magnetisering erhvervet af dem ved at anvende en magnetfelt ekstern. Udtrykket hysterese er fra Græsk oprindelse og betyder "forsinkelse".
Nogle materialer kan have forskellige niveauer af hysterese, det vil sige, at de er i stand til at opretholde en del af retningen af de magnetiske domæner i deres indre, selv efter det eksterne magnetfelt, almindeligvis genereret fra en elektrisk strøm der cirkulerer gennem en solenoid.
Seogså: Eksempler, koncepter, applikationer og historien bag magnetisme
Hvordan fungerer magnetisk hysterese?
Magnetisk hysterese er udført styring af intensiteten og retningen af et magnetfelt der passerer gennem et ferromagnetisk materiale. Dette eksterne magnetfelt, normalt betegnet med symbolet H, får de magnetiske domæner, som er mikroskopiske områder inde i materialet, til at rette atomernes magnetiske dipoler med det eksterne magnetiske felt. Justering af disse små magnetiske domæner frembringer et resulterende magnetfelt, der ikke er nul, induceret i materialet.
Magnetisk hysteresecyklus
Bemærk i følgende figur forholdet mellem det eksterne magnetiske felt (vandret), betegnet med bogstavet H, og det indre magnetiske felt (lodret retning), betegnet med bogstavet B, som er induceret inde i et ferromagnetisk materiale.
Fra oprindelse i grafen øges intensiteten af det eksterne magnetiske felt H gradvist. På denne måde har materialet flere og mere justerede magnetiske domæner og når således maksimal magnetisering i punkt A - det punkt, hvor mætninggiverkurve af magnetisering.
Efter mætning af det indre magnetfelt falder det eksterne magnetfelt gradvist, men magnetiseringskurven løber gennem a anden sti, da en del af de magnetiske domæner forbliver i samme retning, selv når det eksterne felt H er nul, som det ses i punkt B. Det magnetiske felt, der forbliver i materialet, efter at magnetfeltet ophører, kaldes restfelt.
Imellem punkt B og C, retningen af den elektriske strøm, der løber gennem magnetventil er omvendt, derfor er retningen af det eksterne magnetfelt også omvendt. Da H-feltet stiger i den modsatte retning af retningen for den indledende magnetisering, materiale bliver mere og mere demagnetiseret.
DET demagnetiseringkompletaf materialet forekommer kun ved punkt C - på dette tidspunkt er det muligt at måle, hvad intensiteten af det eksterne magnetfelt skal være for at materialet mister sin magnetisering, og dette felt kaldes Marktvang.
Fra punkt D, hvis vi fortsætter med at øge intensiteten af det eksterne felt, materiale magnetiserer igen, men vil have sine poler vendt i forhold til punkt A. Ved at sænke det eksterne felt igen, vil materialet få sit indre magnetiske felt reduceret til Markrest ved punkt E. Imidlertid vil dette resterende felt have den modsatte betydning som målt i punkt B.
Ved punkt F materialet er igen demagnetiseret, men hvis vi fortsætter med at øge styrken af H-feltet, vil de magnetiske domæner stille sig op igen, så materialet vender tilbage til mætningstilstanden ved punkt A.
Det er vigtigt at bemærke, at i løbet af hysteresecyklus, en del af energien, der overføres af det eksterne magnetiske felt, bruges til at orientere de magnetiske domæner, og den anden del af denne energi er forsvundet i form af en stigning i Termisk energi, da rotation af de magnetiske dipoler finder sted midt i friktionen mellem molekylerne. Denne spredte energi er igen proportionalområdet dannet af kurverne i hysteresecyklussen - jo større dette område er, jo større er den mængde varme, der går tabt til det eksterne miljø.
Seogså: Transformere - enheder, der sænker eller hæver elektrisk spænding
Teknologiske anvendelser af magnetisk hysterese
Magnetisk hysterese bruges til skrive data tilbånd, kortmagnetiskeller på harddiske, som dem der bruges til datalagring på de fleste moderne computere.
Jo større tvang af et materiale, jo større er dets modstand mod demagnetiseringdet vil sige, jo større skal intensiteten af det eksterne magnetfelt være for at ophæve magnetiseringen af materialet. Meget tvangsmaterialer er interessante for applikationerelektronik, da det i disse applikationer er nødvendigt, at den lagrede information ikke let ødelægges, når den udsættes for et eksternt magnetfelt.
Som nævnt spreder materialer, hvis hysteresecyklus har store områder, store mængder varme, så kan bruges til opvarmning hurtigt, som jern- eller stålpander gør, når de bruges i induktionskomfurer, af eksempel.
Til produktion af permanente magneterfor eksempel anvendes materialer, der er i stand til at opretholde deres magnetisering, dvs. de har høj remanent magnetisering. På produktion af magneter kunstigtil gengæld er det ønsket, at materialet let magnetiseres, men at det ikke opretholder denne magnetisering, efter at det eksterne magnetiske felt er ophørt.
Ifølge den ønskede teknologiske anvendelse kan forskellige materialer med forskellige hysteresecyklusser anvendes. Nogle af dem har tættere sløjfer, mens andre f.eks. Kan have mere markante cyklusser i lodret retning.
Af Rafael Hellerbrock
Fysikklærer
Kilde: Brasilien skole - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-histerese-magnetica.htm