Mi a hiszterézis?

Bármely elektromágnes magjában az áram kikapcsolása után a mágneses tulajdonságok egy része, az úgynevezett maradék mágnesesség, mindig megmarad. A maradék mágnesesség nagysága a maganyag tulajdonságaitól függ, és edzett acélnál magasabb, lágyvasnál kisebb értéket ér el.

Bármilyen lágy is a vas, a maradék mágnesességnek akkor is lesz némi hatása, ha a készülék működési körülményei szerint szükséges a magját mágnesezni, azaz nullára lemágnesezni és ellenkező irányba mágnesezni.

Valójában az elektromágnes tekercsében az áram irányának minden változásával (a magban lévő maradék mágnesesség jelenléte miatt) először a magot demagnetizálni kell, és csak azután lehet újra mágnesezni. irány. Ehhez némi ellentétes irányú mágneses fluxusra lenne szükség.

Más szóval, a mag mágnesezettségének változása (mágneses indukció) mindig elmarad a mágneses fluxus megfelelő változásai mögött (mágneses térerősség), amelyet a tekercs hozott létre.

A mágneses indukciónak ezt a lemaradását a mágneses tér erősségétől hiszterézisnek nevezzük... A mag minden egyes újabb mágnesezésekor, hogy megsemmisítsük a maradék mágnesességét, a magra ellentétes mágneses fluxussal kell hatni. irány.

A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy az elektromos energia egy részét el kell költeni a kényszerítő erő leküzdésére, ami megnehezíti a molekuláris mágnesek új helyzetbe forgatását. Az erre fordított energia a vasban hő formájában szabadul fel, és a mágnesezési megfordítási veszteségeket, vagy ahogyan nevezik hiszterézisveszteséget jelent.

A fentiek alapján egy bizonyos készülékben (generátorok és villanymotorok armatúra magjai, transzformátormagok) folyamatos mágnesezettség-fordításnak kitett vasat mindig puhára, nagyon kis kényszerítő erővel kell kiválasztani. Ez lehetővé teszi a hiszterézisből adódó veszteségek csökkentését és ezáltal az elektromos gépek vagy készülékek hatékonyságának növelését.

Hiszterézis hurok

Hiszterézis hurok – egy görbe, amely a mágnesezettségnek a külső tér erősségétől való függésének lefolyását ábrázolja. Minél nagyobb a hurok területe, annál több munkát kell végeznie a mágnesezés megfordításához.

Képzeljünk el egy egyszerű elektromágnest vasmaggal. Futtassunk végig egy teljes mágnesezési cikluson, amihez a tapéta irányában a mágnesező áramot nulláról Ω értékre változtatjuk.

Kezdeti momentum: az áramerősség nulla, a vas nem mágnesezett, a mágneses indukció B = 0.

1. rész: mágnesezés az áram 0-ról – + Ω értékre történő változtatásával.Az indukció a vasmagban először gyorsan, majd lassabban növekszik. A művelet végére az A pontban a vas annyira telítődik mágneses erővonalakkal, hogy az áram további növelése (+ OM fölé) adhatja a legjelentéktelenebb eredményt, ezért a mágnesezési művelet befejezettnek tekinthető.

A telítésig történő felmágnesezés azt jelenti, hogy a magban lévő molekuláris mágnesek, amelyek a mágnesezési folyamat kezdetén teljes állapotban voltak, majd csak részlegesen rendezetlenek voltak, szinte mindannyian rendezett sorokban helyezkednek el, északi pólusok az egyik oldalon, déli pólusok a másik.miért van most az északi polaritás a mag egyik végén és a déli a másik végén.

2. rész: a mágnesesség gyengülése az áram + OM-ról 0-ra való csökkenése és teljes lemágnesezés az áramnál — OD. Az AC görbe mentén változó mágneses indukció eléri az OC értékét, miközben az áram már nulla lesz. Ezt a mágneses indukciót maradék mágnesességnek vagy maradék mágneses indukciónak nevezik. A teljes lemágnesezés megsemmisítéséhez fordított áramot kell adni az elektromágnesnek, és a rajzon látható ordináta OD-jének megfelelő értékre kell hozni.

3. rész: fordított mágnesezés az áram – OD értékről – OM1 értékre történő változtatásával. A DE görbe mentén növekvő mágneses indukció eléri a telítési pillanatnak megfelelő E pontot.

4. rész: a mágnesesség gyengítése az áram fokozatos csökkentésével — OM1-ről nullára (maradék mágnesesség OF) és ezt követő lemágnesezés az áram irányának megváltoztatásával és + OH értékre hozásával.

Ötödik rész: az első rész folyamatának megfelelő mágnesezés, a mágneses indukció nulláról + MA-ra helyezése az áram + OH-ról + OM-ra történő változtatásával.

NSAmikor a lemágnesezési áram nullára csökken, nem minden elemi vagy molekuláris mágnes tér vissza korábbi rendezetlen állapotába, de néhányuk megtartja a mágnesezés utolsó irányának megfelelő pozícióját. A mágnesesség késleltetésének vagy megtartásának ezt a jelenségét hiszterézisnek nevezik.