Magnētiskā histerēze ir tendence, ka materiāli feromagnētisks lai saglabātu magnetizāciju ko viņi ieguvuši, piemērojot a magnētiskais lauks ārējs. Termins histerēze ir no Grieķu izcelsme un nozīmē "kavēšanās".
Dažiem materiāliem var būt dažādi histerēzes līmeņi, tas ir, viņi spēj saglabāt daļu no magnētisko domēnu orientācijas savā interjerā pat pēc ārējā magnētiskā lauka, ko parasti rada elektriskā strāva kas cirkulē caur solenoīdu.
Skatiesarī: Piemēri, koncepcijas, pielietojums un magnētisma pamatā esošais stāsts
Kā darbojas magnētiskā histerēze?
Tiek veikta magnētiskā histerēze kontrolējot magnētiskā lauka intensitāti un virzienu kas iet caur feromagnētisko materiālu. Šis ārējais magnētiskais lauks parasti apzīmē ar simbolu H, magnētiskie domēni, kas ir mikroskopiski apgabali materiāla iekšienē, izlīdzina atomu magnētiskos dipolus ar ārējo magnētisko lauku. Šo mazo magnētisko domēnu izlīdzināšana rada materiāla izraisītu magnētisko lauku, kas nav nulle.
Magnētiskās histerēzes cikls
Šajā attēlā ņemiet vērā saikni starp ārējo magnētisko lauku (horizontāli), ko apzīmē ar burtu H, un iekšējo magnētisko lauku (vertikālo virzienu), kas apzīmēts ar burtu.
B, kas tiek inducēts feromagnētiskā materiāla iekšpusē.
No izcelsmi grafika ārējā magnētiskā lauka H intensitāte tiek pakāpeniski palielināta. Tādējādi materiālam ir arvien vairāk izlīdzinātu magnētisko domēnu, tādējādi sasniedzot maksimālo magnetizāciju punkts A - punkts, kurā piesātinājumsdodlīkne no magnetizācijas.
Pēc iekšējā magnētiskā lauka piesātinājuma ārējais magnētiskais lauks pakāpeniski samazinās, tomēr magnetizācijas līkne iet caur a atšķirīgs ceļš, jo daļa magnētisko domēnu paliek vienā virzienā pat tad, ja ārējais lauks H ir nulle, kā redzams punkts B. Magnētisko lauku, kas paliek materiālā pēc magnētiskā lauka izbeigšanās, sauc par atlikušais lauks.
Starp punkti B un C, elektriskās strāvas virziens, kas iet caur solenoīds ir apgriezts, līdz ar to tiek mainīts arī ārējā magnētiskā lauka virziens. Kad H lauks palielinās pretējā virzienā sākotnējās magnetizācijas virzienam, materiāls kļūst arvien demagnetizētāks.
demagnetizēšanapabeigtamateriāla notiek tikai punktā C - šajā brīdī ir iespējams izmērīt, kādai jābūt ārējā magnētiskā lauka intensitātei, lai materiāls zaudētu magnetizāciju, un šo lauku sauc par laukāpiespiedu kārtā.
No punkts D, ja turpināsim palielināt ārējā lauka intensitāti, materiāls atkal magnetizēsies, bet tie būs apgriezti pretēji punktam A. Atkal pazeminot ārējo lauku, materiāla iekšējais magnētiskais lauks tiks samazināts līdz laukāpaliekas pie punkts E. Tomēr šim atlikušajam laukam būs pretēja jēga, nekā mērīts punktā B.
Pie punkts F materiāls atkal ir demagnetizēts, bet, ja turpināsim palielināt H lauka stiprumu, magnētiskie domēni vēlreiz ierindosies, tā ka materiāls atgriezīsies piesātinājuma stāvoklī A punktā.
Ir svarīgi atzīmēt, ka histerēzes cikls, daļa enerģijas, ko pārnes ārējais magnētiskais lauks, tiek izmantota magnētisko domēnu orientēšanai, un otra šīs enerģijas daļa ir izkliedēts gada pieauguma veidā Siltumenerģija, jo magnētisko dipolu rotācija notiek berzes starp molekulām vidū. Šī izkliedētā enerģija savukārt ir proporcionālsplatība ko veido histerēzes cikla līknes - jo lielāks šis laukums, jo lielāks siltuma daudzums tiek zaudēts ārējai videi.
Skatiesarī: Transformatori - ierīces, kas pazemina vai paaugstina elektrisko spriegumu
Magnētiskās histerēzes tehnoloģiskie pielietojumi
Magnētiskā histerēze tiek izmantota rakstīt datus uzlentes, kārtismagnētisksvai cietajos diskos, tāpat kā tie, kurus izmanto datu glabāšanai lielākajā daļā mūsdienu datoru.
Jo lielāks piespiešana materiāla, jo lielāks ir tā materiāls izturība pret demagnetizāciju, tas ir, jo lielākai jābūt ārējā magnētiskā lauka intensitātei, lai atceltu materiāla magnetizāciju. Interesanti ir ļoti piespiedu materiāli lietojumprogrammaselektronika, jo šajos pielietojumos ir nepieciešams, lai uzglabātā informācija netiktu viegli iznīcināta, pakļaujoties ārējam magnētiskajam laukam.
Kā minēts, materiāli, kuru histerēzes cikliem ir lielas platības, izkliedē lielu daudzumu siltuma, tātad var izmantot, lai ātri sasildītu, kā to dara dzelzs vai tērauda pannas, lietojot indukcijas plītīs piemērs.
Ražošanai pastāvīgie magnēti, piemēram, tiek izmantoti materiāli, kas spēj uzturēt to magnetizāciju, tas ir, tiem ir augsta remanenta magnetizācija. Plkst ražošana magnēti mākslīgssavukārt ir vēlams, lai materiāls būtu viegli magnetizējams, bet tas pēc ārējā magnētiskā lauka izbeigšanās neuztur šo magnetizāciju.
Saskaņā ar vēlamo tehnoloģisko pielietojumu var izmantot dažādus materiālus ar dažādiem histerēzes cikliem. Dažiem no tiem ir tuvākas cilpas, savukārt citiem var būt izteiktāki cikli, piemēram, vertikālā virzienā.
Autors Rafaels Hellerbroks
Fizikas skolotājs
Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-histerese-magnetica.htm
