Magnetiline hüsterees on trend, et materjalid ferromagnetiline kohal magnetiseerumise säilitamiseks omandatud nende rakendamisel magnetväli väline. Mõiste hüsterees pärineb Kreeka päritolu ja tähendab "viivitust".
Mõnel materjalil võib olla erinevad hüstereesi tasemedsee tähendab, et nad suudavad säilitada osa oma sisemuses olevate magnetiliste domeenide orientatsioonist ka pärast välist magnetvälja, mis on tavaliselt elektrivool mis ringleb solenoidi kaudu.
Vaataka: Magnetismi näited, mõisted, rakendused ja lugu
Kuidas magnetiline hüstererees töötab?
Tehakse magnetiline hüsterees magnetvälja intensiivsuse ja suuna juhtimine mis läbib ferromagnetilist materjali. See väline magnetväli tavaliselt tähistatud sümboliga H, põhjustab magnetilised domeenid, mis on materjali sees mikroskoopilised piirkonnad, joondama aatomite magnetilised dipoolid välise magnetväljaga. Nende väikeste magnetdomeenide joondamine tekitab materjalis indutseeritud magnetvälja, mis ei ole null.
Magnetiline hüstereesi tsükkel
Järgmisel joonisel pange tähele H-tähega tähistatud välise magnetvälja (horisontaalne) ja tähega sisemise magnetvälja (vertikaalne suund) suhe B, mis on indutseeritud ferromagnetilise materjali sees.
Alates päritolu graafiku välise magnetvälja H intensiivsust suurendatakse järk-järgult. Sel moel on materjalil üha enam joondatud magnetilisi domeene, saavutades seeläbi maksimaalse magnetiseerituse punkt A - punkt, kus küllastusannabkõver magnetiseerimisest.
Pärast sisemise magnetvälja küllastumist väheneb väline magnetväli järk-järgult, kuid magnetiseerimiskõver kulgeb läbi a erinev tee, kuna osa magnetilistest domeenidest jääb samas suunas ka siis, kui väli H on null, nagu näha punkt B. Magnetvälja, mis jääb materjali peale magnetvälja lakkamist, nimetatakse jäänukväli.
Ärge lõpetage kohe... Peale reklaami on veel;)
Vahel punktid B ja C, voolu läbiva elektrivoolu suund solenoid on vastupidine, seetõttu on ka välise magnetvälja suund vastupidine. Kui H-väli suureneb algmagnetiseerimise suunaga vastupidises suunas, siis materjal muutub üha magnetilisemaks.
THE demagnetiseeriminetäielikmaterjalist toimub ainult punktis C - siinkohal on võimalik mõõta, milline peab olema välise magnetvälja intensiivsus, et materjal oma magnetiseerituse kaotaks, ja seda välja nimetatakse valdkonnassunniviisiline.
Alates punkt D, kui jätkame välivälja intensiivsuse suurendamist, siis materjal magnetiseerub uuesti, kuid selle poolused muudetakse punkti A suhtes vastupidiseks. Välise välja taas vähendades vähendatakse materjali sisemist magnetvälja väärtuseni valdkonnasjäänuk juures punkt E. Sellel järelejäänud väljal on aga vastupidine tähendus kui punktis B mõõdetud.
Juures punkt F materjal on jälle demagnetiseeritud, kuid kui jätkame H-välja tugevuse suurendamist, asetuvad magnetilised domeenid veel kord ühte ritta, nii et materjal naaseb punktis A küllastuse olekusse.
Oluline on märkida, et hüstereesi tsükkel, osa välise magnetvälja ülekantavast energiast kasutatakse magnetiliste domeenide orienteerimiseks ja selle energia teine osa on hajutatud vormi suurenemise näol Soojusenergia, kuna magnetdipoolide pöörlemine toimub molekulide vahelise hõõrdumise keskel. See hajutatud energia on omakorda nii proportsionaalnepiirkond moodustunud hüstereesitsükli kõveratest - mida suurem on see ala, seda suurem on soojuskogus, mis väliskeskkonnale kaotsi läheb.
Vaataka: Trafod - seadmed, mis vähendavad või tõstavad elektrilist pinget
Magnethystereesi tehnoloogilised rakendused
Magnetilist hüstereesi kasutatakse kirjuta andmedlindid, kaardidmagnetilinevõi kõvaketastel, nagu enamiku kaasaegsete arvutite andmete salvestamiseks.
Mida suurem on sunniviisilisus materjalist, seda suurem on teie vastupanu demagnetiseerimiselesee tähendab, et materjali magnetiseerumise nullimiseks peab olema suurem välise magnetvälja intensiivsus. Väga sundmaterjalid on huvitavad rakendusedelektroonika, kuna nendes rakendustes on vajalik, et salvestatud teavet ei saaks välise magnetväljaga kokkupuutel kergesti hävitada.
Nagu öeldud, hajutavad materjalid, mille hüstereesitsüklitel on suured alad, suures koguses soojust, nii et saab kasutada kiireks kuumutamiseks, nagu seda teevad rauast või terasest pannid induktsioonpliitides kasutamisel näide.
Tootmiseks püsimagnetidkasutatakse näiteks materjale, mis suudavad säilitada nende magnetiseerumist, st neil on suur remanentne magnetiseeritus. Kell tootmine magnetid kunstlikomakorda soovitakse, et materjal oleks kergesti magnetiseeritav, kuid see ei säilitaks seda magnetiseerumist pärast välise magnetvälja lõppemist.
Vastavalt soovitud tehnoloogilisele rakendusele saab kasutada erinevaid materjale, millel on erinevad hüsterereesitsüklid. Mõnel neist on lähemad silmused, teistel võivad näiteks vertikaalsuunas rohkem väljendunud tsüklid.
Autor Rafael Hellerbrock
Füüsikaõpetaja
