Histereza magnetyczna to trend, że materiały ferromagnetyczny obecny w celu zachowania magnetyzacji nabyte przez nich poprzez zastosowanie pole magnetyczne zewnętrzny. Termin histereza pochodzi od Greckie pochodzenie i oznacza „opóźnienie”.
Niektóre materiały mogą mieć różne poziomy histerezyto znaczy, że są w stanie utrzymać część orientacji domen magnetycznych w ich wnętrzu nawet po zewnętrznym polu magnetycznym, zwykle generowanym z prąd elektryczny który krąży przez solenoid.
Popatrzrównież: Przykłady, koncepcje, zastosowania i historia magnetyzmu
Jak działa histereza magnetyczna?
Histereza magnetyczna została wykonana kontrolowanie natężenia i kierunku pola magnetycznego który przechodzi przez materiał ferromagnetyczny. To zewnętrzne pole magnetyczne, zwykle oznaczony symbolem H, powoduje, że domeny magnetyczne, które są mikroskopijnymi obszarami wewnątrz materiału, dopasowują dipole magnetyczne atomów do zewnętrznego pola magnetycznego. Wyrównanie tych małych domen magnetycznych powoduje powstanie niezerowego pola magnetycznego indukowanego w materiale.
Cykl histerezy magnetycznej
Zauważ na poniższym rysunku zależność między zewnętrznym polem magnetycznym (poziomym), oznaczonym literą H, a wewnętrznym polem magnetycznym (kierunek pionowy), oznaczonym literą b, który jest indukowany wewnątrz materiału ferromagnetycznego.
Od pochodzenie wykresu, natężenie zewnętrznego pola magnetycznego H jest stopniowo zwiększane. W ten sposób materiał ma coraz więcej wyrównanych domen magnetycznych, osiągając tym samym maksymalne namagnesowanie w punkt A — punkt, w którym nasyceniedajekrzywa magnetyzacji.
Po nasyceniu się wewnętrznym polem magnetycznym, zewnętrzne pole magnetyczne stopniowo maleje, jednak krzywa namagnesowania przebiega przez inną ścieżkę, ponieważ część domen magnetycznych pozostaje w tym samym kierunku, nawet gdy zewnętrzne pole H jest zerowe, jak widać na punkt B. Pole magnetyczne, które pozostaje w materiale po ustaniu pola magnetycznego, nazywa się pole pozostałości.
Pomiędzy punkty B i C, kierunek prądu elektrycznego, który przepływa przez Elektrozawór jest odwrócony, a zatem odwrócony jest również kierunek zewnętrznego pola magnetycznego. Wraz ze wzrostem pola H w kierunku przeciwnym do kierunku początkowego namagnesowania, materiał staje się coraz bardziej rozmagnesowany.
TEN rozmagnesowaniekompletnymateriału występuje tylko w punkcie C – w tym momencie można zmierzyć, jakie musi być natężenie zewnętrznego pola magnetycznego, aby materiał stracił namagnesowanie, a to pole nazywa się poleprzymusowy.
Od punkt D, jeśli nadal będziemy zwiększać intensywność pola zewnętrznego, materiał ponownie się namagnesuje, ale jego bieguny będą odwrócone w stosunku do punktu A. Po ponownym obniżeniu pola zewnętrznego materiał będzie miał swoje wewnętrzne pole magnetyczne zredukowane do polepozostałość na punkt E. Jednak to pozostałe pole będzie miało przeciwny sens niż ten zmierzony w punkcie B.
Na punkt F materiał jest znowu rozmagnesowany, ale jeśli nadal będziemy zwiększać natężenie pola H, domeny magnetyczne ponownie się ustawią, tak że materiał powróci do stanu nasycenia w punkcie A.
Należy pamiętać, że podczas cykl histerezy, część energii przenoszonej przez zewnętrzne pole magnetyczne jest wykorzystywana do orientowania domen magnetycznych, a druga część tej energii jest hulaszczy w postaci wzrostu w Energia cieplna, ponieważ rotacja dipoli magnetycznych zachodzi w trakcie tarcia między cząsteczkami. Ta rozproszona energia z kolei jest proporcjonalnystrefa tworzony przez krzywe cyklu histerezy – im większy jest ten obszar, tym większa ilość ciepła jest tracona do środowiska zewnętrznego.
Popatrzrównież: Transformatory - urządzenia obniżające lub podwyższające napięcie elektryczne
Zastosowania technologiczne histerezy magnetycznej
Histereza magnetyczna jest używana do zapisz dane dotaśmy, kartymagnetycznylub na dyskach twardych, podobnie jak te używane do przechowywania danych na większości nowoczesnych komputerów.
Im większy przymus materiału, tym większy jest twój odporność na rozmagnesowanie, czyli tym większe musi być natężenie zewnętrznego pola magnetycznego, aby zniwelować namagnesowanie materiału. Materiały wysoce koercyjne są interesujące dla Aplikacjeelektronika, ponieważ w tych zastosowaniach konieczne jest, aby przechowywane informacje nie ulegały łatwo zniszczeniu pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego.
Jak wspomniano, materiały, których cykle histerezy mają duże obszary, rozpraszają duże ilości ciepła, więc mogą być używane do szybkiego nagrzewania, tak jak patelnie żelazne lub stalowe w kuchenkach indukcyjnych, dzięki przykład.
Do produkcji magnesy trwałe, na przykład stosuje się materiały zdolne do utrzymania ich namagnesowania, to znaczy mają one wysokie namagnesowanie szczątkowe. W produkcja magnesy sztucznyz kolei pożądane jest, aby materiał był łatwo namagnesowany, ale aby nie utrzymywał tego namagnesowania po zaniku zewnętrznego pola magnetycznego.
W zależności od pożądanego zastosowania technologicznego można stosować różne materiały o różnych cyklach histerezy. Niektóre z nich mają bliższe pętle, podczas gdy inne mogą mieć na przykład bardziej wyraźne cykle w kierunku pionowym.
Rafael Hellerbrock
Nauczyciel fizyki
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-histerese-magnetica.htm
