On olemassa hystereesimagneettista, ferrosähköistä, dynaamista, elastista. Sitä löytyy myös biologiasta, maaperätieteestä ja taloudesta. Lisäksi tämän määritelmän ydin on melkein sama. Mutta artikkelissa keskitytään magneettiseen, opit lisää tästä ilmiöstä, mistä se riippuu ja milloin se ilmenee. Tätä ilmiötä tutkitaan yliopistoissa teknisesti, se ei ole koulun opetussuunnitelmassa, joten kaikki eivät tiedä siitä.
magneettinen hystereesi
Tämä on peruuttamaton ja moniselitteinen aineen magnetointiindeksin (ja nämä ovat yleensä magneettisesti järjestettyjä ferromagneetteja) riippuvuus ulkoisesta magneettikentästä. Tässä tapauksessa kenttä muuttuu jatkuvasti - vähenee tai kasvaa. Yleisenä syynä hystereesin olemassaoloon on epästabiilin tilan ja stabiilin tilan olemassaolo termodynaamisen potentiaalin minimissä, ja niiden välillä on myös peruuttamattomia siirtymiä. Hystereesi on myös ilmentymä ensimmäisen asteen magneettisesta orientaatiofaasimuutoksesta. Niiden avulla siirtymät vaiheesta toiseen tapahtuvat metastabiilien tilojen vuoksi. Ominaisuus on graafi, jota kutsutaan "hystereesisilmukaksi". Joskus sitä kutsutaan myös "magnetointikäyräksi".
Hystereesisilmukka
M:n ja H:n kaaviossa näet:
- Nollatilasta, jossa M=0 ja H=0, H kasvaessa myös M kasvaa.
- Kun kenttä kasvaa, magnetisaatiosta tulee lähes vakio ja sama kuin saturaatioarvo.
- Kun H pienenee, tapahtuu päinvastainen muutos, mutta kun H=0, magnetointi M ei ole nolla. Tämä muutos näkyy demagnetisaatiokäyrästä. Ja kun H=0, M saa arvon, joka on yhtä suuri kuin jäännösmagnetointi.
- Kun H kasvaa alueella –Hm… +Hm, magnetointi muuttuu kolmatta käyrää pitkin.
- Kaikki kolme prosesseja kuvaavaa käyrää ovat yhteydessä toisiinsa ja muodostavat eräänlaisen silmukan. Hän kuvaa hystereesi-ilmiötä - magnetisaatio- ja demagnetisaatioprosesseja.
Magnetisaatioenergia
Silmukkaa pidetään epäsymmetrisenä siinä tapauksessa, että H1-kentän maksimiarvot, joita sovelletaan taaksepäin ja eteenpäin, eivät ole samat. Yllä on kuvattu silmukka, joka on ominaista hitaalle magnetoinnin käänteisprosessille. Niiden avulla H:n ja M:n arvojen väliset kvasitasapainosuhteet säilyvät. On syytä kiinnittää huomiota siihen, ettäettä magnetoinnin tai demagnetoinnin aikana M on jäljessä H:stä. Ja tämä johtaa siihen, että kaikki energia, jonka ferromagneettinen materiaali saa magnetoinnin aikana, ei siirry kokonaan demagnetointijakson aikana. Ja tämä ero menee kaikki ferromagneetin lämmitykseen. Ja magneettinen hystereesisilmukka osoittautuu tässä tapauksessa epäsymmetriseksi.
silmukan muoto
Silmukan muoto riippuu monista parametreistä - magnetoitumisesta, kentänvoimakkuudesta, häviöistä jne. Ferromagneetin kemiallinen koostumus, sen rakenteellinen tila, lämpötila, vikojen luonne ja jakautuminen, käsittely (lämpö, termomagneettinen, mekaaninen). Siksi ferromagneettien hystereesiä voidaan muuttaa käsittelemällä materiaalit mekaanisesti. Tämä muuttaa kaikki materiaalin ominaisuudet.
Hystereesihäviö
Ferromagneetin dynaamisen uudelleenmagnetoinnin aikana vaihtuvalla magneettikentällä havaitaan häviöitä. Lisäksi ne muodostavat vain pienen osan magneettisista kokonaishäviöistä. Jos silmukoilla on sama korkeus (sama magnetoinnin maksimiarvo M), dynaamisen tyyppinen silmukka on leveämpi kuin staattinen. Tämä johtuu siitä, että kaikkiin tappioihin lisätään uudet tappiot. Nämä ovat dynaamisia häviöitä, ne liittyvät yleensä pyörrevirtaan, magneettiseen viskositeettiin. Yhteenvetona saadaan melko merkittäviä hystereesihäviöitä.
Yhden verkkotunnuksen ferromagneetit
BJos hiukkaset ovat erikokoisia, pyörimisprosessi tapahtuu. Tämä johtuu siitä, että uusien domeenien muodostuminen on energian kann alta epäedullista. Mutta hiukkasten pyörimisprosessia estää anisotropia (magneettinen). Sillä voi olla eri alkuperä - muodostua itse kiteessä, syntyä elastisen jännityksen vuoksi jne.). Mutta juuri tämän anisotropian avulla sisäinen kenttä pitää magnetisoinnin. Sitä kutsutaan myös tehokkaaksi magneettiseksi anisotropiakenttään. Ja magneettinen hystereesi johtuu siitä, että magnetointi muuttuu kahteen suuntaan - eteenpäin ja taaksepäin. Yksidomainisten ferromagneettien uudelleenmagnetoinnin aikana tapahtuu useita hyppyjä. Magnetointivektori M kääntyy kohti kenttää H. Lisäksi käännös voi olla tasainen tai epätasainen.
Multi-domain ferromagneets
Niissä magnetointikäyrä on rakennettu samalla tavalla, mutta prosessit ovat erilaisia. Magnetoinnin käänteessä toimialueen rajat muuttuvat. Siksi yksi hystereesin syistä voi olla viive rajojen siirtymissä sekä peruuttamattomia hyppyjä. Joskus (jos ferromagneeteilla on melko suuri kenttä) magneettinen hystereesi määräytyy kasvun viivästymisen ja magnetoinnin käänteisten ytimien muodostumisen perusteella. Näistä ytimistä muodostuu ferromagneettisten aineiden domeenirakenne.
Hystereesiteoria
On otettava huomioon, että magneettisen hystereesin ilmiö esiintyy myös kentän H pyöriessä, ei vain silloin, kun se vaihtuu etumerkissä jakoko. Tätä kutsutaan magneettikierron hystereesiksi ja se vastaa magnetisoinnin M suunnan muutosta kentän H suunnan muutoksella. Magneettisen kierron hystereesin esiintyminen havaitaan myös, kun näytettä kierretään suhteessa kiinteään kenttään H.
Magnetointikäyrä luonnehtii myös alueen magneettista rakennetta. Rakenne muuttuu magnetisoinnin ja magnetoinnin kääntymisprosessin aikana. Muutokset riippuvat siitä, kuinka pitkälle alueen rajat siirtyvät ja ulkoisen magneettikentän vaikutuksista. Ehdottomasti kaikki, mikä voi viivyttää kaikkia yllä kuvattuja prosesseja, saattaa ferromagneetit epävakaaseen tilaan ja aiheuttaa magneettisen hystereesin.
On otettava huomioon, että hystereesi riippuu monista parametreista. Magnetointi muuttuu ulkoisten tekijöiden - lämpötilan, elastisen jännityksen - vaikutuksesta, joten tapahtuu hystereesi. Tässä tapauksessa hystereesi ei esiinny vain magnetoinnissa, vaan myös kaikissa niissä ominaisuuksissa, joista se riippuu. Kuten tästä näkyy, hystereesi-ilmiö voidaan havaita paitsi materiaalin magnetoinnin aikana, myös muiden siihen suoraan tai epäsuorasti liittyvien fysikaalisten prosessien aikana.
