Magnetická hysterézia je trend, že materiály feromagnetický na zachovanie magnetizácie získali nimi uplatnením a magnetické pole externý. Pojem hysterézia je z Grécky pôvod a znamená „meškanie“.
Niektoré materiály môžu mať rôzne úrovne hysterézie, to znamená, že sú schopní udržiavať časť orientácie magnetických domén v ich interiéri aj po vonkajšom magnetickom poli, ktoré sa bežne generuje z elektrický prúd ktorý cirkuluje cez solenoid.
Pozritiež: Príklady, koncepty, aplikácie a príbeh stojaci za magnetizmom
Ako funguje magnetická hysterézia?
Magnetická hysterézia je hotová riadenie intenzity a smeru magnetického poľa ktorý prechádza feromagnetickým materiálom. Toto vonkajšie magnetické pole, zvyčajne označené symbolom H, spôsobí, že magnetické domény, ktoré sú mikroskopickými oblasťami vo vnútri materiálu, zarovnávajú magnetické dipóly atómov s vonkajším magnetickým poľom. Zarovnanie týchto malých magnetických domén produkuje výsledné nenulové magnetické pole indukované vo vnútri materiálu.
Cyklus magnetickej hysterézy
Na nasledujúcom obrázku si všimnite vzťah medzi vonkajším magnetickým poľom (horizontálnym) označeným písmenom H a vnútorným magnetickým poľom (vertikálny smer) označeným písmenom H B, ktorý je indukovaný vo vnútri feromagnetického materiálu.
Z pôvodu grafu sa intenzita vonkajšieho magnetického poľa H postupne zvyšuje. Materiál má teda čoraz viac zoradených magnetických domén, čím dosahuje maximálnu magnetizáciu v bod A - bod, v ktorom sýtosťdávakrivka magnetizácie.
Po nasýtení vnútorného magnetického poľa sa vonkajšie magnetické pole postupne zmenšuje, avšak magnetizačná krivka prechádza a rozdielna cesta, pretože časť magnetických domén zostáva v rovnakom smere, aj keď je vonkajšie pole H nulové, ako je vidieť na bod B. Magnetické pole, ktoré zostáva v materiáli po ukončení magnetického poľa, sa nazýva zvyškové pole.
Medzi body B a C, smer elektrického prúdu, ktorý prechádza cez solenoid je obrátený, preto je obrátený aj smer vonkajšieho magnetického poľa. Keď sa pole H zvyšuje v opačnom smere k smeru počiatočnej magnetizácie, hodnota materiál sa čoraz viac demagnetizuje.
THE demagnetizáciakompletnýmateriálu sa vyskytuje iba v bode C. - v tomto okamihu je možné zmerať, aká musí byť intenzita vonkajšieho magnetického poľa, aby materiál stratil svoju magnetizáciu, a toto pole sa nazýva lúkadonucovacie.
Z bod D, ak budeme naďalej zvyšovať intenzitu vonkajšieho poľa, materiál znova zmagnetizuje, ale bude mať svoje póly obrátené vo vzťahu k bodu A. Opätovným znížením vonkajšieho poľa bude mať materiál znížené jeho vnútorné magnetické pole na lúkapozostatok na bod E. Toto zostávajúce pole však bude mať opačný zmysel ako zmysel meraný v bode B.
Na bod F materiál je opäť demagnetizovaný, ale ak budeme pokračovať v zvyšovaní sily H poľa, magnetické domény sa zoradia ešte raz, takže sa materiál vráti do stavu nasýtenia v bode A.
Je dôležité si uvedomiť, že počas hysterézny cyklus, časť energie, ktorá sa prenáša vonkajším magnetickým poľom, sa používa na orientáciu magnetických domén a druhá časť tejto energie je rozptýlené vo forme zvýšenia Termálna energia, pretože rotácia magnetických dipólov nastáva uprostred trenia medzi molekulami. Táto rozptýlená energia je naopak proporcionálnyOblasť tvorené krivkami hysterézneho cyklu - čím je táto plocha väčšia, tým väčšie je množstvo tepla, ktoré sa stráca do vonkajšieho prostredia.
Pozritiež: Transformátory - zariadenia, ktoré znižujú alebo zvyšujú elektrické napätie
Technologické aplikácie magnetickej hysterézy
Magnetická hysterézia sa používa pre zapisovať údaje dopásky, kartymagnetickéalebo na pevných diskoch, aké sa používajú na ukladanie dát do väčšiny moderných počítačov.
Čím väčšie donucovanie materiálu, tým väčší je odolnosť voči demagnetizácii, to znamená, že tým väčšia musí byť intenzita vonkajšieho magnetického poľa, aby sa zrušila magnetizácia materiálu. Pre materiál sú zaujímavé vysoko nátlakové materiály aplikácieelektronika, pretože v týchto aplikáciách je nevyhnutné, aby uložené informácie neboli ľahko zničiteľné pri vystavení vonkajšiemu magnetickému poľu.
Ako už bolo uvedené, materiály, ktorých hysterézne cykly majú veľkú plochu, odvádzajú veľké množstvo tepla, takže možno použiť na rýchle zahriatie, ako to robia železné alebo oceľové panvice pri použití v indukčných sporákoch, pomocou príklad.
Na výrobu permanentné magnetynapríklad sa používajú materiály schopné udržiavať svoju magnetizáciu, to znamená, že majú vysokú remanentnú magnetizáciu. O výroba magnety umelýje zase žiaduce, aby bol materiál ľahko magnetizovaný, ale aby si túto magnetizáciu nezachoval po ukončení vonkajšieho magnetického poľa.
Podľa požadovaného technologického použitia je možné použiť rôzne materiály s rôznymi hysteréznymi cyklami. Niektoré z nich majú užšie slučky, zatiaľ čo iné môžu mať napríklad výraznejšie cykly vo vertikálnom smere.
Autor: Rafael Hellerbrock
Učiteľ fyziky
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-histerese-magnetica.htm
