Hysteresmagnetisk: beskrivning, egenskaper, praktisk tillämpning

Hysteres är magnetisk,ferroelektriska, dynamiska, elastiska. Det förekommer också i biologi, markvetenskap och ekonomi. Och kärnan i denna definition är nästan densamma. Men artikeln kommer att behandla specifikt magnetiska, du kommer att lära dig mer om detta fenomen, på vad det beror på och när det manifesterar sig. Detta fenomen studeras på universitet med teknisk inriktning, skolplanen ingår inte, så det vet inte alla om det.

Hysteres magnetisk

Detta är ett irreversibelt och tvetydigt beroendeett ämnes magnetiseringsindex (och i regel magnetiskt beordrade ferromagneter) från ett yttre magnetfält. I detta fall ändras fältet hela tiden - minskar eller ökar. Den allmänna orsaken till hysteresens existens är närvaron av den termodynamiska potentialen hos det instabila tillståndet och stabil, och det finns också oåterkalleliga övergångar mellan dem. Hysteres är också en manifestation av den första sortens magnetiska orienteringsfasövergång. I dessa fall uppstår övergångarna från en fas till den andra på grund av metastabila tillstånd. En egenskap är ett diagram som kallas en "hystereslinga". Ibland kallas det även "magnetiseringskurvan".

Hysteresis loop

På diagrammet av M-beroende av M kan man se:

1. Från nolltillståndet, vid vilket M = O och H = O, med ökande H, ökar M.
2. När fältet ökar blir magnetiseringen praktiskt taget konstant och lika med mättnadsvärdet.
3. När H minskar, reverseras omvänden,men när H = 0 är magnetiseringen M inte noll. Denna förändring kan ses från demagnetiseringskurvan. Och när H = 0, tar M ett värde som är lika med remanentmagnetiseringen.
4. När H ökar i intervallet -Hm ... + Hm ändras magnetiseringen längs den tredje kurvan.
5. Alla tre kurvor som beskriver processerna förenas och bildar en slinga. Det är hon som beskriver fenomenet hysteres - processerna för magnetisering och demagnetisering.

Magnetiseringsenergi

En slinga anses vara asymmetrisk i fallet,när maxima för fältet H1, som appliceras i omvänd och framåtriktad riktning, inte är samma. Ovan beskrev vi en slinga, som är karakteristisk för en långsam magnetiseringsomvandlingsprocess. När de inträffar bevarande av kvasi-jämvikts relationerna mellan värdena för N och M är nödvändigt att uppmärksamma det faktum att magnetiseringen eller avmagnetisering sker eftersläpning av M N. och detta leder till det faktum att all den energi som förvärvas ferromagnetiskt material under magnetisering, ges inte helt under avmagnetiseringscykeln. Och denna skillnad går alla i uppvärmningen av ferromagneten. Och slingan av magnetisk hysteres visar sig vara asymmetrisk i detta fall.

Loop Form

Beror på loopens form från många parametrar -magnetisering fältstyrka, förekomst av förlust, och så vidare. d. även stort inflytande den kemiska sammansättningen av en ferromagnet, dess strukturella tillstånd, temperatur, beskaffenhet och distribution av defekter, förekomsten av behandlingen (termiska, termisk magnetisk, mekanisk). Följaktligen kan hysteresen av ferromagneter ändras genom att material utsätts för bearbetning. Härav förändras alla egenskaper hos materialet.

Hysteresförluster

Under den dynamiska magnetiseringsomvandlingenferromagnet med ett alternerande magnetfält, observeras förluster. Och de utgör bara en liten del av de totala magnetiska förlusterna. Om slingorna har samma höjd (samma maximala värde för magnetiseringen M) är den dynamiska siktsling bredare än den statiska. Detta beror på att nya förluster läggs till för alla förluster. Dessa är dynamiska förluster, de är vanligtvis förknippade med virvelström, magnetisk viskositet. Sammantaget uppnås betydande förluster för hysteres.

Ferromagneter med en domän

I händelse av att partiklarna har olikastorlek, fortsätter rotationsprocessen. Detta beror på det faktum att bildandet av nya domäner är olönsam ur energisynpunkten. Men partikelrotationsprocessen hämmas av anisotropi (magnetisk). Det kan ha olika ursprung - att bildas i själva kristallen, att uppstå som en följd av elastisk spänning, etc.). Men det är med denna anisotropi att magnetiseringen hålls av det inre fältet. Det kallas också det effektiva området för magnetisk anisotropi. Och magnetisk hysteres uppstår på grund av att magnetiseringen ändras i två riktningar - direkt och bakåt. Under magnetiseringsomvandlingen av ferromagneter med en domän, uppstår flera hopp. Magnetiseringsvektorn M vänder sig mot fältets H. sida. Vidare kan rotationen vara homogen eller inhomogen.

Multidomain ferromagneter

I dem är magnetiseringskurvan konstruerad av en liknandebild, men här är processerna olika. När magnetiseringsomvandling sker ändras domänernas gränser. Följaktligen kan en av orsakerna till den hysteres vara en förskjutningsfördröjningsgränser och irreversibla hopp. Ibland (om ferromagneterna har ett ganska stort fält) bestäms den magnetiska hysteresen av tillväxtretarderingen och bildandet av remagnetiseringskärnor. Det är från dessa kärnor att domänstrukturen för ferromagnetiska ämnen bildas.

Theory of hysteresis

Det är värt att överväga att fenomenet magnetiskthysteres uppträder också när fältet H roteras och inte bara när det ändras i tecken och storlek. Detta kallas hysteres av magnetisk rotation och motsvarar en förändring i magnetiseringsriktningen M med en förändring i riktningen av fält H. Utseendet av en hysteres av magnetisk rotation observeras också när provet som undersöks roterar relativt ett fast fält H.

Magnetiseringskurvan karakteriserar ocksåmagnetisk domänstruktur. Strukturen förändras med passage av magnetiserings- och magnetiseringsomvandlingsprocesserna. Förändringarna beror på hur mycket domänernas gränser förändras, från effekterna av ett externt magnetfält. Absolut allt som kan stoppa alla processer som beskrivs ovan omvandlar ferromagneter till ett instabilt tillstånd och är orsaken till att magnetisk hysteres uppträder.

Det bör beaktas att hysteresen beror på uppsättningen avparametrar. Magnetiseringen förändringar under inverkan av yttre faktorer - temperatur, inträffar elastiska påkänningar därför hysteres. Det finns alltså inte bara magnetiseringen hysteres, men också alla de egenskaper som den är beroende av. Såsom kan ses från här, kan observeras hysteresfenomen inte bara i magnetiseringen av materialet, utan även med andra fysikaliska processer associerade direkt eller indirekt med den.