Histereza magnetyczna: opis, właściwości, zastosowanie praktyczne

Histereza jest magnetyczna,ferroelektryczny, dynamiczny, elastyczny. Występuje również w biologii, gleboznawstwie i ekonomii. Istota tej definicji jest prawie taka sama. Ale artykuł będzie dotyczył magnetyzmu, dowiesz się więcej o tym zjawisku, o tym, od czego ono zależy i kiedy się przejawia. Zjawisko to jest badane na uniwersytetach z naciskiem technicznym, szkolny program nauczania nie jest uwzględniony, więc nie wszyscy o nim wiedzą.

Histereza magnetyczna

Jest to nieodwracalna i dwuznaczna zależnośćindeks namagnesowania substancji (i to z reguły magnetycznie uporządkowanych ferromagnesów) z zewnętrznego pola magnetycznego. W tym przypadku pole stale się zmienia - zmniejsza się lub zwiększa. Częstą przyczyną istnienia histerezy - jest obecność minimum potencjału termodynamicznego stanu niestabilnego i stabilny, a tam są nieodwracalne przejścia między nimi. Histereza jest także przejawem orientacyjnego przejścia fazowego magnetycznego pierwszego rodzaju. W takich przypadkach przejścia z jednej fazy do drugiej występują z powodu stanów metastabilnych. Charakterystyczną cechą jest wykres nazywany "pętlą histerezy". Czasami nazywana jest również "krzywą namagnesowania".

Pętla histerezy

Na wykresie zależności M od H można zobaczyć:

Od stanu zerowego, przy którym M = 0 i H = 0, wraz ze wzrostem H, M wzrasta.
Gdy pole wzrasta, namagnesowanie staje się praktycznie stałe i równe wartości nasycenia.
Ponieważ H maleje, odwrócenie jest odwrotne,ale gdy H = 0, namagnesowanie M nie jest zerowe. Ta zmiana wynika z krzywej demagnetyzacji. A gdy H = 0, M przyjmuje wartość równą magnetyzacji szczątkowej.
Gdy H rośnie w przedziale -Hm ... + Hm, namagnesowanie zmienia się wzdłuż trzeciej krzywej.
Wszystkie trzy krzywe opisujące procesy łączą się i tworzą rodzaj pętli. To ona opisuje zjawisko histerezy - procesy namagnesowania i rozmagnesowania.

Energia magnesowania

Pętla jest uważana za asymetryczną w przypadku,gdy H1 maksymalne pola, które są stosowane w odwróconej oraz do przodu, nie są takie same. Powyżej został opisany pętlę, która jest typową dla powolnego procesu odwracania magnesowania. Kiedy występują zachowania stosunków quasi-równowagi między wartościami N i M należy zwrócić uwagę na fakt, że namagnesowania lub rozmagnesowania występuje zaległości M N. A to prowadzi do tego, że cała energia, która jest nabyty materiał ferromagnetyczny podczas magnesowania, nie jest dany całkowicie przy przejściu cykl demagnetyzacji. I ta różnica jest wszystko w ogrzewaniu ferromagnetycznego. A pętla histerezy magnetycznej jest w tym przypadku asymetryczny.

Forma pętli

Zależy od kształtu pętli od wielu parametrów -namagnesowanie, natężenie pola, obecność strat itp. Znaczący wpływ ma także skład chemiczny ferromagnesu, jego stan strukturalny, temperatura, charakter i rozkład wad oraz obecność obróbki termicznej, termomagnetycznej, mechanicznej. W konsekwencji histereza ferromagnesów może zostać zmieniona przez poddanie materiałów obróbce. Na tej podstawie zmieniają się wszystkie cechy materiału.

Straty histerezy

Podczas odwracania dynamicznej namagnesowaniaferromer z naprzemiennym polem magnetycznym, obserwuje się straty. Stanowią one jedynie niewielką część całkowitych strat magnetycznych. Jeśli pętle mają taką samą wysokość (ta sama maksymalna wartość namagnesowania M), dynamiczna pętla widoku jest szersza niż statyczna. Wynika to z faktu, że nowe straty są dodawane do wszystkich strat. Są to straty dynamiczne, zwykle wiążą się z prądem wirowym, lepkością magnetyczną. W sumie uzyskuje się znaczne straty dla histerezy.

Ferromagnesy jednodomenowe

W przypadku, gdy cząsteczki różnią sięrozmiar, proces obrotu przebiega. Wynika to z faktu, że tworzenie nowych domen jest nieopłacalne z punktu widzenia energii. Ale proces rotacji cząstek jest utrudniony przez anizotropię (magnetyczną). Może mieć różne pochodzenie - tworzyć w samym krysztale, powstać w wyniku napięcia sprężystego itp.). Ale z tą anizotropią magnetyzacja jest utrzymywana przez wewnętrzne pole. Nazywa się to również polem działania anizotropii magnetycznej. Histereza magnetyczna powstaje w wyniku tego, że namagnesowanie zmienia się w dwóch kierunkach - bezpośrednim i wstecznym. Podczas odwracania magnesowania jednofazowych ferromagnesów występuje kilka skoków. Wektor magnesowania M obraca się na bok pola H. Ponadto obrót może być jednorodny lub niejednorodny.

Wielomianowe ferromagnesy

W nich krzywa namagnesowania jest zbudowana z podobnegoobraz, ale tutaj procesy są różne. Kiedy nastąpi odwrócenie namagnesowania, granice domen zostają przesunięte. W związku z tym jedną z przyczyn wystąpienia histerezy może być opóźnienie w przesunięciach granic, a także nieodwracalne skoki. Czasami (jeśli ferromagnety mają raczej duże pole), histereza magnetyczna jest określana przez opóźnienie wzrostu i tworzenie jąder remagnetyzacyjnych. To z tych jąder powstaje struktura domenowa substancji ferromagnetycznych.

Teoria histerezy

Warto zauważyć, że zjawisko magnetyczneHistereza występuje także, gdy pole H jest obrócone, a nie tylko wtedy, gdy zmienia się znak i wielkość. Nazywa się histerezy oraz obrotowy magnetyczny odpowiada zmianie kierunku namagnesowania M do zmiany kierunku pola magnetycznego H. Emergence histerezy obrotowej obserwowano również przy rotacji próbki badanej w stosunku do stałego pola H.

Charakteryzuje się także krzywa namagnesowaniastruktura domeny magnetycznej. Struktura zmienia się wraz z upływem procesów namagnesowania i odwracania magnetyzacji. Zmiany zależą od tego, jak bardzo zmieniają się granice domen, od wpływu zewnętrznego pola magnetycznego. Absolutnie wszystko, co może powstrzymać wszystkie opisane powyżej procesy, przekształca ferromelizatory w stan niestabilny i jest przyczyną występowania histerezy magnetycznej.

Należy wziąć pod uwagę, że histereza zależy od zestawuparametry. Zmiany magnetyzacji pod wpływem czynników zewnętrznych - temperatura, naprężenie sprężyste, a zatem powstaje histereza. Powoduje to histerezę nie tylko magnetyzacji, ale także wszystkich właściwości, od których zależy. Jak widać stąd, zjawisko histerezy można zaobserwować nie tylko w przypadku namagnesowania materiału, ale także w innych procesach fizycznych, bezpośrednio lub pośrednio z nim związanych.