Magnetische hysterese is de trend dat materialen ferromagnetisch aanwezig om magnetisatie te behouden door hen verworven door een magnetisch veld extern. De term hysterese is van Griekse oorsprong en betekent "vertraging".
Sommige materialen hebben mogelijk: verschillende niveaus van hysterese, dat wil zeggen, ze zijn in staat om een deel van de oriëntatie van de magnetische domeinen in hun binnenste te behouden, zelfs na het externe magnetische veld, dat gewoonlijk wordt gegenereerd door een elektrische stroom die door een solenoïde circuleert.
Kijkenook: Voorbeelden, concepten, toepassingen en het verhaal achter magnetisme
Hoe werkt magnetische hysterese?
Magnetische hysterese is voltooid het regelen van de intensiteit en richting van een magnetisch veld die door een ferromagnetisch materiaal gaat. Dit externe magnetische veld, meestal aangeduid met het symbool H, zorgt ervoor dat de magnetische domeinen, die microscopisch kleine gebieden in het materiaal zijn, de magnetische dipolen van de atomen uitlijnen met het externe magnetische veld. Uitlijning van deze kleine magnetische domeinen produceert een resulterend niet-nul magnetisch veld dat in het materiaal wordt geïnduceerd.
Magnetische hysteresecyclus
Noteer in de volgende afbeelding de relatie tussen het externe magnetische veld (horizontaal), aangeduid met de letter H, en het interne magnetische veld (verticale richting), aangeduid met de letter B, die wordt geïnduceerd in een ferromagnetisch materiaal.
Van de oorsprong van de grafiek wordt de intensiteit van het externe magnetische veld H geleidelijk verhoogd. Het materiaal heeft dus steeds meer uitgelijnde magnetische domeinen, waardoor maximale magnetisatie in de. wordt bereikt punt A — het punt waarop de verzadiginggeeftkromme van magnetisatie.
Na de verzadiging van het interne magnetische veld neemt het externe magnetische veld geleidelijk af, maar de magnetisatiecurve loopt door een ander pad, aangezien een deel van de magnetische domeinen in dezelfde richting blijft, zelfs wanneer het externe veld H nul is, zoals te zien in punt B. Het magnetische veld dat in het materiaal achterblijft nadat het magnetische veld ophoudt, wordt het genoemd overblijfsel veld.
Tussen de punten B en C, de richting van de elektrische stroom die door de loopt solenoïde is omgekeerd, dus de richting van het externe magnetische veld is ook omgekeerd. Naarmate het H-veld toeneemt in de tegenovergestelde richting van de richting van de initiële magnetisatie, wordt de materiaal wordt steeds meer gedemagnetiseerd.
DE demagnetiseringcompleetvan het materiaal komt alleen voor op punt C - op dit punt is het mogelijk om te meten wat de intensiteit van het externe magnetische veld moet zijn om het materiaal zijn magnetisatie te laten verliezen, en dit veld wordt genoemd veld-dwingend.
Van de punt D, als we doorgaan met het verhogen van de intensiteit van het externe veld, de materiaal zal weer magnetiseren, maar de polen zullen omgekeerd zijn ten opzichte van punt A. Door het externe veld weer te verlagen, zal het interne magnetische veld van het materiaal worden teruggebracht tot veld-overblijfsel bij de punt E. Dit resterende veld zal echter de tegenovergestelde betekenis hebben van die gemeten in punt B.
Bij de punt F het materiaal is weer gedemagnetiseerd, maar als we de sterkte van het H-veld blijven vergroten, zullen de magnetische domeinen weer op één lijn komen te staan, zodat het materiaal op punt A terugkeert naar de verzadigingstoestand.
Het is belangrijk op te merken dat tijdens de hysterese cyclus:, wordt een deel van de energie die wordt overgedragen door het externe magnetische veld gebruikt om de magnetische domeinen te oriënteren, en het andere deel van die energie wordt verdreven in de vorm van een verhoging van Thermische energie, omdat de rotatie van de magnetische dipolen plaatsvindt te midden van wrijving tussen de moleculen. Deze gedissipeerde energie is op zijn beurt proportioneelhet gebied gevormd door de curven van de hysteresecyclus - hoe groter dit gebied, hoe groter de hoeveelheid warmte die verloren gaat aan de externe omgeving.
Kijkenook: Transformatoren - apparaten die de elektrische spanning verlagen of verhogen
Technologische toepassingen van magnetische hysterese
Magnetische hysterese wordt gebruikt voor de schrijf gegevens naarbanden, kaartenmagnetischof op harde schijven, zoals die worden gebruikt voor gegevensopslag op de meeste moderne computers.
Hoe groter de dwangmatigheid van een materiaal, des te groter is jouw weerstand tegen demagnetisatie, dat wil zeggen, hoe groter de intensiteit van het externe magnetische veld moet zijn om de magnetisatie van het materiaal teniet te doen. Zeer dwingende materialen zijn interessant voor toepassingenelektronica, aangezien het bij deze toepassingen noodzakelijk is dat de opgeslagen informatie niet gemakkelijk wordt vernietigd wanneer deze wordt blootgesteld aan een extern magnetisch veld.
Zoals gezegd, dissiperen materialen waarvan de hysteresecycli grote oppervlakken hebben grote hoeveelheden warmte, dus kan worden gebruikt om snel te verwarmen, zoals ijzeren of stalen pannen doen bij gebruik in inductiekookplaten, door voorbeeld.
Voor de productie van permanente magnetener worden bijvoorbeeld materialen gebruikt die in staat zijn om hun magnetisatie te behouden, dat wil zeggen dat ze een hoge remanente magnetisatie hebben. Bij productie van magneten kunstmatigop zijn beurt is het gewenst dat het materiaal gemakkelijk kan worden gemagnetiseerd, maar dat het deze magnetisatie niet handhaaft nadat het externe magnetische veld is gestopt.
Afhankelijk van de gewenste technologische toepassing kunnen verschillende materialen, met verschillende hysteresiscycli, worden gebruikt. Sommige hebben nauwere lussen, terwijl andere bijvoorbeeld meer uitgesproken cycli in verticale richting hebben.
Door Rafael Hellerbrock
Natuurkunde leraar
Bron: Brazilië School - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-histerese-magnetica.htm