Das Wort Hysterese wurde aus einem altgriechischen Wort eingeführt, in dem sich die Bedeutung auf „Zurückbleiben“ oder „Unzulänglichkeit“ bezieht. Der Begriff magnetische Hysterese wurde im Jahr 1890 vom Wissenschaftler James Alfred Ewing gegründet, um die Leistung und Leitfähigkeit der magnetischen Substanzen zu kennen. Vor 1890 wurde die Arbeit an diesem Konzept von Hysterese in mechanischen Netzwerken wurde von James Maxwell durchgeführt. Infolgedessen gewannen die aus der Hysterese entwickelten Modelle in den Arbeiten zu Absorption und Magnetismus an Bedeutung. Die mathematische Analyse der magnetischen Hysterese wurde Mark Krasnosel und seinem Team in den 1970er Jahren bekannt. Und jetzt erklärt unser Artikel die magnetische Hysterese, die B-H-Kurve, ihr Verhalten und ihre Anwendungen.
Was ist magnetische Hysterese?
Dies ist das Phänomen der Magnetisierungsdichte 'B', das der Magnetkraft 'H' folgt, die in einer magnetischen Substanz auftritt, und wird als 'magnetische Hysterese' bezeichnet. Um klar zu sein, kann erklärt werden, dass wenn eine magnetische Substanz zum ersten Mal magnetisiert wird und dann auf eine andere Weise, die einen vollständigen Magnetisierungszyklus abschließt, eine Flussdichte entsteht, die hinter der Magnetisierungskraft zurückbleibt.
Magnetisches Material
Bei magnetischen Substanzen wie Eisen bleibt ein Teil der Ausrichtung erhalten, auch wenn sie sich nicht unter dem Magnetfeld befinden. Um sie nicht magnetisiert zu machen, muss entweder Wärme oder Magnetfeld in umgekehrter Richtung angelegt werden. Es gibt verschiedene Arten von magnetischen Substanzen wie Para, Dia, Ferro und Anti- ferromagnetisch Materialien. Mit den ferromagnetischen Substanzen kann die Hystereseschleife leicht entwickelt werden.
Magnetische Hystereseschleife
Die Hystereseschleife definiert die Beziehung, die zwischen dem Magnetisierungsfeld und dem Ausmaß des Magnetisierungseffekts besteht. Zum Zeitpunkt der Änderung des externen Magnetfelds in einem Ferromagnetmaterial wird die Hystereseschleife entwickelt. Die folgende Grafik beschreibt die Positionen und die detaillierte Analyse.
Hystereseschleife
Die Schleife wird gebildet, während B für mehrere H-Werte gemessen wird. Wenn diese Werte als grafische Form dargestellt werden, bildet sie eine Schleife. Hier,
- Der Wert von 'B' wird erhöht, wenn gleichzeitig der Wert von 'H' erhöht wird.
- Durch Erhöhen des Magnetfeldaufpralls wird der Magnetismuswert erhöht und am Ende erreicht er den Punkt 'A', der als Sättigungspunkt bezeichnet wird, an dem 'B' konstant bleibt.
- Durch Verringern der Magnetfeldmenge wird auch der Magnetismuseinschlag verringert. Die Werte für 'B' und 'H' sind jedoch ähnlich, was '0' ist. Die magnetische Substanz besitzt nur wenige Magnetismus-Eigenschaften und dies wird entweder als Restmagnetismus oder als Remanenz definiert.
- Und wenn die Wirkung eines Magnetfelds abnimmt, nimmt auch die Magnetismus-Eigenschaft ab. Und bei „C“ wird das Material vollständig entmagnetisiert und hat keine magnetischen Eigenschaften.
- Sowohl diese Vorwärts- als auch die Rückwärtsrichtungsprozedur vervollständigen einen gesamten Zyklus und bilden eine Schleife, die als Hystereseschleife bezeichnet wird.
Magnetisierung oder B-H-Kurve
Mit der obigen Grundtheorie ist klar, dass die magnetischen Hysteresekurven für verschiedene Arten von Materialien unterschiedlich sind. Aus dem folgenden Bild wurde beobachtet, dass die Flussdichte entsprechend der Feldstärke zunimmt, bis sie einen bestimmten Wert erreicht, und nach diesem Punkt bleibt die Flussdichte konstant, selbst wenn die Feldstärke zunimmt.
Dies geschieht aus dem Grund, dass eine Einschränkung für die besteht Fluss Dichtemenge, die vom Kern entwickelt werden kann, wenn die gesamten in der Eisensubstanz vorhandenen Domänen genau ausgerichtet sind. Danach zeigt es keinen Einfluss auf „M“. In der Grafik wird der Punkt, an dem die Flussdichte den Maximalwert erreicht, als magnetische Sättigung bezeichnet.
Die Sättigung entsteht aufgrund der zufälligen Ausrichtung der Molekülanordnung innerhalb der Kernsubstanz, und dies modifiziert die kleinen Partikel innerhalb der Substanz, um eine genaue Ausrichtung zu erhalten. Wenn der Wert von 'H' zunimmt, werden die molekularen Partikel perfekter angeordnet, bis sie eine erhöhte Flussdichte entwickeln. Und auch Erhöhung der Magnetfeldstärke aufgrund der Verbesserung der elektrischen Strom Tal über der Spule zeigt keine Wirkung
Magnetische Hystereseschleifen für weiche und harte Materialien
Das Ergebnis der magnetischen Hysterese ist die nicht genutzte Energiedissipation in der Wärmeform, bei der die dissipierte Energie linear proportional zum Ausmaß der Hystereseschleife ist. Die aufgrund der magnetischen Hysterese entstehenden Verluste zeigen auch die Auswirkung auf den alternierenden Typ von Transformer wo es häufige Änderungen in der aktuellen Richtung gibt. Aus diesem Grund verursachen Magnetpole im Kernmaterial Verluste, da sie ständig ihre Richtung umkehren. Die folgenden Bilder zeigen die Hystereseschleife sowohl im weichen als auch im harten Material.
In weichem Magneten
Loop in Soft Magnet
In hartem Magneten
Hysteresekurve im harten Magneten
Drehspulen, die in Gleichstromsystemen vorhanden sind, entwickeln ebenfalls Hystereseverluste, da sie kontinuierlich durch den Süd- und Nordmagnetpol verlaufen. Wie bereits erwähnt, basiert der Hystereseschleifendiagramm auf dem Verhalten des verwendeten magnetischen Materials.
Restmagnetismus
Aus der magnetischen Hystereseschleife wird die Menge an Flussdichte, die von der magnetischen Substanz aufrechterhalten wird, als Restmagnetismus bezeichnet. Und die Menge an Wartung wird als Substanzretentivität bezeichnet.
Zwangskraft
Der Betrag der Magnetisierungskraft, der erforderlich ist, um die verbleibende magnetische Eigenschaft aus dem Material zu entfernen, wird als Koerzitivkraft bezeichnet. Um die Hystereseschleife zu beenden, wird die Magnetkraft „H“ in die entgegengesetzte Richtung verstärkt, bis ein Sättigungspunkt erreicht ist. Und der Wert von 'H' erreicht Null und die Schleife kommt zum Pfad 'de', wobei der Pfad 'oe' die verbleibende magnetische Eigenschaft ist, wenn der Pfad in die entgegengesetzte Richtung verläuft.
Die magnetische Hysterese resultiert in der Unmäßigkeit der Energieverschwendung wie in der Wärmeform. Die Energie, die abgeführt wird, ist relativ zum Ausmaß der Hystereseschleife. Insbesondere gibt es zwei Arten von magnetischem Material, wo diese sind weichmagnetisches Material und hartmagnetisches Material .
Anwendungen
Einige der Anwendungen der magnetischen Hysterese sind:
Da magnetische Substanzen einen erweiterten Bereich der Hystereseschleife aufweisen, sind diese in Geräten wie z
- Festplatte
- Audio-Aufnahmegeräte
- Magnetbänder
- Kreditkarten
Es gibt auch verengte magnetische Hystereseschleifensubstanzen, die in verwendet werden
Wird zur Dämpfung der Winkelbewegung von Satelliten in der minimalen Erdumlaufbahn eingesetzt, da das Weltraumzeitalter aufkommt.
Und schließlich dreht sich alles um das Konzept der magnetischen Hysterese. In diesem Artikel haben wir die Hystereseschleife, die B-H-Kurve, den Restmagnetismus, die Koerzitivkraft und die Unterschiede zwischen der Schleife für weiche und harte magnetische Substanzen und deren Anwendungen kennengelernt. Es ist weiterhin wichtig zu wissen, was das ist Bedeutung einer Hystereseschleife ?
