Magneettinen hystereesi on suuntaus, että materiaalit ferromagneettinen läsnä magnetoitumisen säilyttämiseksi hankkivat ne soveltamalla a magneettikenttä ulkoinen. Termi hystereesi on peräisin Kreikan alkuperä ja tarkoittaa "viivästystä".
Joillakin materiaaleilla voi olla eri hystereesitasoteli ne pystyvät ylläpitämään osan sisäpuolellaan olevien magneettisten domeenien orientaatiosta myös ulkoisen magneettikentän jälkeen, joka yleensä syntyy sähkövirta joka kiertää solenoidin läpi.
Katsomyös: Esimerkkejä, käsitteitä, sovelluksia ja tarinaa magnetismista
Kuinka magneettinen hystereesi toimii?
Magneettinen hystereesi on tehty magneettikentän voimakkuuden ja suunnan säätäminen joka kulkee ferromagneettisen materiaalin läpi. Tämä ulkoinen magneettikenttä, yleensä merkitty symbolilla H, saa magneettiset domeenit, jotka ovat mikroskooppisia alueita materiaalin sisällä, kohdistamaan atomien magneettiset dipolit ulkoisen magneettikentän kanssa. Näiden pienten magneettisten domeenien kohdistus tuottaa tuloksena olevan nollasta poikkeavan magneettikentän, joka indusoituu materiaalissa.
Magneettinen hystereesisykli
Huomaa seuraavassa kuvassa H-kirjaimella merkityn ulkoisen magneettikentän (vaakasuora) ja kirjaimella merkityn sisäisen magneettikentän (pystysuunta) välinen suhde B, joka indusoituu ferromagneettisen materiaalin sisällä.
Alkaen alkuperää kuvaajan ulkoisen magneettikentän H voimakkuutta lisätään vähitellen. Tällä tavoin materiaalilla on yhä enemmän kohdistettuja magneettisia domeeneja, mikä saavuttaa maksimaalisen magnetoitumisen kohta A - kohta, jossa kylläisyysantaakäyrä magnetoinnin.
Sisäisen magneettikentän kyllästymisen jälkeen ulkoinen magneettikenttä pienenee vähitellen, mutta magnetointikäyrä kulkee a: n läpi eri polku, koska osa magneettisista domeeneista pysyy samassa suunnassa, vaikka ulkoinen kenttä H on nolla, kuten kuvassa nähdään kohta B. Magneettikenttää, joka jää materiaaliin magneettikentän loputtua, kutsutaan jäännöskenttä.
Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)
Välissä pisteet B ja C, sähkövirran suunta, joka kulkee solenoidi on päinvastainen, joten myös ulkoisen magneettikentän suunta on päinvastainen. Kun H-kenttä kasvaa vastakkaiseen suuntaan alkuperäisen magnetoinnin suuntaan, materiaali demagnetisoituu yhä enemmän.
THE demagnetointisaattaa loppuunmateriaalista tapahtuu vain pisteessä C - tässä vaiheessa on mahdollista mitata ulkoisen magneettikentän voimakkuuden, jotta materiaali menettää magnetoinnin, ja tätä kenttää kutsutaan alapakottava.
Alkaen kohta D, jos jatkamme ulkoisen kentän voimakkuuden lisäämistä, materiaali magnetoituu uudelleen, mutta sen navat muutetaan pisteeseen A nähden. Alentamalla ulkoista kenttää uudelleen, materiaalin sisäinen magneettikenttä pienenee alajäännös klo kohta E. Tällä jäljellä olevalla kentällä on kuitenkin päinvastainen merkitys kuin pisteessä B mitattu.
Kohteessa kohta F materiaali on jälleen demagnetisoitu, mutta jos jatkamme H-kentän voimakkuuden lisäämistä, magneettiset domeenit asettuvat uudelleen riviin, niin että materiaali palaa kyllästystilaan pisteessä A.
On tärkeää huomata, että hystereesisykli, osa ulkoisen magneettikentän siirtämästä energiasta käytetään magneettisten alueiden suuntaamiseen, ja toinen osa energiasta on hajaantunut kasvun muodossa Lämpöenergia, koska magneettisten dipolien pyöriminen tapahtuu molekyylien välisen kitkan keskellä. Tämä haihtunut energia puolestaan on suhteellinenalue muodostuu hystereesisyklin käyristä - mitä suurempi tämä alue, sitä suurempi lämpömäärä menetetään ulkoiselle ympäristölle.
Katsomyös: Muuntajat - laitteet, jotka laskevat tai nostavat sähköistä jännitettä
Magneettisen hystereesin teknologiset sovellukset
Magneettista hystereesiä käytetään kirjoita tietojanauhat, kortitmagneettinentai kiintolevyillä, kuten useimpien nykyaikaisten tietokoneiden tietojen tallentamiseen.
Suurempi pakottavuus materiaalia, sitä suurempi on se vastustuskyky demagnetoinnilleToisin sanoen ulkoisen magneettikentän voimakkuuden on oltava suurempi materiaalin magnetoitumisen mitätöimiseksi. Erittäin pakottavat materiaalit ovat mielenkiintoisia sovelluksetelektroniikka, koska näissä sovelluksissa on välttämätöntä, että tallennettua tietoa ei tuhota helposti altistettaessa ulkoiselle magneettikentälle.
Kuten todettiin, materiaalit, joiden hystereesisyklillä on suuret alueet, johtavat suuria määriä lämpöä, joten voidaan käyttää lämmittämään nopeasti, kuten rauta - tai teräspannuilla, kun niitä käytetään induktioliedissä esimerkki.
Tuotantoon kestomagneetitkäytetään esimerkiksi materiaaleja, jotka kykenevät ylläpitämään magnetisaationsa, toisin sanoen niillä on korkea remanenttimagnetoituminen. Klo tuottama magneetit keinotekoinenpuolestaan on toivottavaa, että materiaali magnetoituu helposti, mutta että se ei säilytä tätä magnetointia ulkoisen magneettikentän loputtua.
Halutun teknisen sovelluksen mukaan voidaan käyttää erilaisia materiaaleja, joilla on erilaiset hystereesisyklit. Joillakin heistä on lähemmät silmukat, kun taas toisilla voi olla selvempiä syklejä esimerkiksi pystysuunnassa.
Kirjailija: Rafael Hellerbrock
Fysiikan opettaja
