Det er hysterese magnetiske, ferroelektriske, dynamiske, elastiske. Det finnes også i biologi, jordvitenskap, økonomi. Dessuten er essensen av denne definisjonen nesten den samme. Men artikkelen vil fokusere på det magnetiske, du vil lære mer om dette fenomenet, hva det avhenger av og når det manifesterer seg. Dette fenomenet studeres ved universiteter med teknisk fokus, det er ikke inkludert i skolens læreplan, så ikke alle vet om det.
Hysterese magnetic
Dette er en irreversibel og tvetydig avhengighet av magnetiseringsindeksen til et stoff (og disse er som regel magnetisk ordnede ferromagneter) av et eksternt magnetfelt. I dette tilfellet er feltet i konstant endring - avtagende eller økende. Den generelle årsaken til eksistensen av hysterese er tilstedeværelsen av en ustabil tilstand og en stabil tilstand ved et minimum av det termodynamiske potensialet, og det er også irreversible overganger mellom dem. Hysterese er også en manifestasjon av en førsteordens magnetisk orienteringsfaseovergang. Med dem oppstår overganger fra en fase til en annen på grunn av metastabile tilstander. Karakteristikken er en graf, som kalles "hysteresesløyfen". Noen ganger kalles det også "magnetiseringskurven".
Hysterese loop
På grafen til M versus H kan du se:
- Fra nulltilstanden, der M=0 og H=0, med en økning i H, vokser også M.
- Når feltet øker, blir magnetiseringen nesten konstant og lik metningsverdien.
- Når H synker, skjer den motsatte endringen, men når H=0 vil magnetiseringen M ikke være lik null. Denne endringen kan sees fra avmagnetiseringskurven. Og når H=0, får M en verdi lik restmagnetiseringen.
- Når H øker i området –Hm… +Hm, endres magnetiseringen langs den tredje kurven.
- Alle tre kurvene som beskriver prosessene henger sammen og danner en slags loop. Det er hun som beskriver fenomenet hysterese - prosessene med magnetisering og avmagnetisering.
magnetiseringsenergi
En sløyfe betraktes som asymmetrisk i tilfellet når maksimaene til H1-feltet, som brukes i revers og fremover, ikke er de samme. En sløyfe er beskrevet ovenfor, som er karakteristisk for en langsom magnetiseringsreverseringsprosess. Med dem er kvasi-likevektsforhold mellom verdiene til H og M bevart. Det er nødvendig å ta hensyn til det faktum atat under magnetisering eller avmagnetisering ligger M etter H. Og dette fører til at all energien som tilegnes av det ferromagnetiske materialet under magnetisering ikke blir fullstendig overført under avmagnetiseringssyklusen. Og denne forskjellen går alt inn i oppvarmingen av ferromagneten. Og den magnetiske hysteresesløyfen viser seg å være asymmetrisk i dette tilfellet.
løkkeform
Formen på sløyfen avhenger av mange parametere - magnetisering, feltstyrke, tilstedeværelsen av tap osv. Ferromagnetens kjemiske sammensetning, dens strukturelle tilstand, temperatur, arten og fordelingen av defekter, tilstedeværelsen av behandling (termisk, termomagnetisk, mekanisk). Derfor kan hysteresen til ferromagneter endres ved å utsette materialene for mekanisk bearbeiding. Dette endrer alle egenskapene til materialet.
Hysterese tap
Under den dynamiske remagnetiseringen av en ferromagnet med et vekslende magnetfelt, observeres tap. Dessuten utgjør de bare en liten brøkdel av de totale magnetiske tapene. Hvis løkkene har samme høyde (samme maksimalverdi av magnetisering M), er den dynamiske sløyfen bredere enn den statiske. Dette skyldes at nye tap legges til alle tap. Dette er dynamiske tap, de er vanligvis forbundet med virvelstrøm, magnetisk viskositet. I sum oppnås ganske betydelige hysterese-tap.
ferromagneter med ett domene
BHvis partiklene har forskjellige størrelser, foregår rotasjonsprosessen. Dette skjer fordi dannelsen av nye domener er ugunstig fra et energisynspunkt. Men prosessen med partikkelrotasjon hindres av anisotropi (magnetisk). Det kan ha en annen opprinnelse - dannes i selve krystallen, oppstå på grunn av elastisk stress, etc.). Men det er nettopp ved hjelp av denne anisotropien at magnetiseringen holdes av det indre feltet. Det kalles også det effektive magnetiske anisotropifeltet. Og magnetisk hysterese oppstår på grunn av det faktum at magnetiseringen endres i to retninger - fremover og bakover. Under remagnetisering av ferromagneter med ett domene oppstår flere hopp. Magnetiseringsvektoren M dreier mot feltet H. Videre kan svingen være jevn eller ujevn.
ferromagneter med flere domene
I dem er magnetiseringskurven bygget på lignende måte, men prosessene er forskjellige. Under magnetiseringsreversering skifter domenegrensene. Derfor kan en av årsakene til hysterese være forsinkelsen i grenseforskyvninger, samt irreversible hopp. Noen ganger (hvis ferromagneter har et ganske stort felt), bestemmes den magnetiske hysteresen av forsinkelsen i veksten og dannelsen av magnetiseringskjerner. Det er fra disse kjernene domenestrukturen til ferromagnetiske stoffer dannes.
Hysterese teori
Det bør tas i betraktning at fenomenet magnetisk hysterese også oppstår når feltet H roterer, og ikke bare når det skifter i fortegn ogstørrelse. Dette kalles hysteresen til den magnetiske rotasjonen og tilsvarer en endring i magnetiseringsretningen M med en endring i retningen til feltet H. Forekomsten av hysteresen til den magnetiske rotasjonen observeres også når prøven roteres relativt til det faste feltet H.
Magnetiseringskurven karakteriserer også den magnetiske strukturen til domenet. Strukturen endres i løpet av magnetiserings- og magnetiseringsreverseringsprosesser. Endringene avhenger av hvor langt domenegrensene forskyves og av effektene av et eksternt magnetfelt. Absolutt alt som kan forsinke alle prosessene beskrevet ovenfor setter ferromagneter i en ustabil tilstand og forårsaker magnetisk hysterese.
Det bør tas i betraktning at hysteresen avhenger av mange parametere. Magnetiseringen endres under påvirkning av eksterne faktorer - temperatur, elastisk stress, derfor oppstår hysterese. I dette tilfellet vises en hysterese ikke bare i magnetiseringen, men også i alle de egenskapene den avhenger av. Som man kan se herfra, kan fenomenet hysterese observeres ikke bare under magnetiseringen av materialet, men også under andre fysiske prosesser som er direkte eller indirekte forbundet med det.
