Magnetisk hysteres är trend som material ferromagnetisk närvarande för att spara magnetisering förvärvats av dem genom att tillämpa en magnetiskt fält extern. Termen hysteres är från Grekiskt ursprung och betyder "fördröjning".
Vissa material kan ha olika nivåer av hysteres, det vill säga de har möjlighet att bibehålla en del av orienteringen av de magnetiska domänerna i deras inre även efter det yttre magnetfältet, som vanligtvis genereras från en elektrisk ström som cirkulerar genom en solenoid.
Seockså: Exempel, begrepp, tillämpningar och historien bakom magnetism
Hur fungerar magnetisk hysteres?
Magnetisk hysteres är klar styrning av magnetfältets intensitet och riktning som passerar genom ett ferromagnetiskt material. Detta yttre magnetfält, vanligtvis betecknas med symbolen H, orsakar de magnetiska domänerna, som är mikroskopiska regioner inuti materialet, för att rikta atomernas magnetiska dipoler med det yttre magnetfältet. Inriktning av dessa små magnetiska domäner ger ett resulterande magnetfält som inte är noll inducerat i materialet.
Magnetisk hysterescykel
Notera i följande figur förhållandet mellan det yttre magnetfältet (horisontellt), betecknat med bokstaven H, och det inre magnetfältet (vertikal riktning), betecknat med bokstaven B, som induceras i ett ferromagnetiskt material.
Från ursprung i diagrammet ökas intensiteten hos det yttre magnetfältet H gradvis. På detta sätt har materialet mer och mer inriktade magnetiska domäner, vilket uppnår maximal magnetisering i punkt A - vid vilken punkt mättnadgerkurva av magnetisering.
Efter mättnaden av det inre magnetfältet minskar det yttre magnetfältet gradvis, men magnetiseringskurvan går genom a en annan väg, eftersom en del av de magnetiska domänerna förblir i samma riktning även när det yttre fältet H är noll, sett i punkt B. Magnetfältet som finns kvar i materialet efter att magnetfältet upphör kallas restfält.
Sluta inte nu... Det finns mer efter reklam;)
Mellan punkterna B och C, riktningen för den elektriska strömmen som går genom solenoid är omvänd, därför är riktningen för det yttre magnetfältet också omvänd. När H-fältet ökar i motsatt riktning mot den initiala magnetiseringsriktningen, materialet blir alltmer avmagnetiserat.
DE avmagnetiseringkomplettav materialet förekommer endast vid punkt C - vid denna tidpunkt är det möjligt att mäta vilken intensitet det yttre magnetfältet måste vara för att materialet ska förlora sin magnetisering, och detta fält kallas fälttvingande.
Från punkt D, om vi fortsätter att öka intensiteten i det externa fältet, materialet magnetiseras igen, men kommer att ha sina poler omvända i förhållande till punkt A. Genom att minska det yttre fältet igen kommer materialets inre magnetfält att reduceras till fältkvarleva vid punkt E. Detta återstående fält kommer emellertid att ha motsatt mening som det som mäts vid punkt B.
Vid punkt F materialet är igen demagnetiserad, men om vi fortsätter att öka styrkan i H-fältet kommer de magnetiska domänerna att rada upp igen, så att materialet återgår till mättnadstillståndet vid punkt A.
Det är viktigt att notera att under hysterescykel, används en del av energin som överförs av det yttre magnetfältet för att orientera de magnetiska domänerna, och den andra delen av den energin är försvunnit i form av en ökning av Värmeenergieftersom rotation av de magnetiska dipolerna sker mitt i friktionen mellan molekylerna. Denna försvunna energi är i sin tur proportionellområdet bildas av hysterescykelns kurvor - ju större detta område är, desto större mängd värme som går förlorad till den yttre miljön.
Seockså: Transformatorer - enheter som sänker eller höjer den elektriska spänningen
Tekniska tillämpningar av magnetisk hysteres
Magnetisk hysteres används för skriva data tillband, kortmagnetiskeller på hårddiskar, som de som används för datalagring på de flesta moderna datorer.
Ju större tvång av ett material, desto större är din motstånd mot demagnetisering, det vill säga, desto större måste intensiteten hos det yttre magnetfältet vara för att upphäva materialets magnetisering. Mycket tvångsmaterial är intressanta för applikationerelektronikeftersom det i dessa applikationer är nödvändigt att den lagrade informationen inte lätt förstörs när den utsätts för ett externt magnetfält.
Som sagt, material vars hysterescykler har stora ytor sprider stora mängder värme, så kan användas för att värma upp snabbt, som stekpannor av järn eller stål gör när de används i induktionskokare, av exempel.
För produktion av permanentmagneterexempelvis används material som kan upprätthålla sin magnetisering, det vill säga de har hög kvarvarande magnetisering. På produktion av magneter artificielli sin tur är det önskvärt att materialet lätt magnetiseras, men att det inte upprätthåller denna magnetisering efter det att det yttre magnetfältet har upphört.
Enligt den önskade tekniska tillämpningen kan olika material med olika hysterescykler användas. Vissa av dem har tätare öglor, medan andra till exempel kan ha mer uttalade cykler i vertikal riktning.
Av Rafael Hellerbrock
Fysiklärare
