Magnetická hystereze: popis, vlastnosti, praktická aplikace

Hystereze je magnetický, feroelektrický, dynamický, elastický. Objevuje se také v biologii, vědě o půdě a ekonomii. A podstatou této definice je téměř stejná. Ale článek se bude zabývat konkrétně magnetem, dozvíte se více o tomto fenoménu, o tom, co závisí a kdy se projevuje. Tento fenomén je studován na univerzitách s technickým zaměřením, školní osnovy nejsou zahrnuty, takže o nich neví všichni.

Hystereze magnetické

Tato nevratná a nejednoznačná závislost indexu magnetizace látky (a to zpravidla magneticky uspořádaných feromagnetů) na vnějším magnetické pole. V tomto případě se pole neustále mění - snižuje nebo zvyšuje. Obecným důvodem pro existenci hystereze je přítomnost minimálního termodynamického potenciálu nestabilního a stabilního stavu a mezi nimi i nezvratné přechody. Hystereze je také projevem magnetického orientačního fázového přechodu prvního druhu. V těchto případech dochází k přechodům z jedné fáze do druhé v důsledku metastabilních stavů. Charakteristickým znakem je graf, který se nazývá "hysterezní smyčka". Někdy se nazývá také "magnetizační křivka".

Hysterezní smyčka

Na grafu závislosti M na H lze vidět:

1. Z nulového stavu, ve kterém M = 0 a H = 0, se zvyšujícím se H, M stoupá.
2. Když se pole zvětší, magnetizace se stane prakticky konstantní a rovná se hodnotě saturace.
3. Když H klesá, obráceně je obrácen, ale když H = 0, magnetizace M není nula. Tuto změnu lze vidět z demagnetizační křivky. A když H = 0, M má hodnotu rovnající se remanentní magnetizaci.
4. Jak se zvyšuje H v intervalu -Hm ... + Hm, magnetizace se mění podél třetí křivky.
5. Všechny tři křivky popisující procesy se spojují a vytvářejí určitý druh smyčky. Právě ona popisuje fenomén hystereze - procesy magnetizace a demagnetizace.

Magnetizační energie

Smyčka se považuje za asymetrickou v případě, že maximální pole H1, které jsou aplikovány v opačném směru a směru dopředu, nejsou stejné. Nahoře jsme popsali smyčku, která je charakteristická pro pomalý proces obrácení magnetizace. Když se vyskytují zachování kvazi-rovnovážných vztahů mezi hodnotami N a M je třeba věnovat pozornost tomu, že magnetizace nebo odmagnetování dochází nevyřízených M N. a to vede k tomu, že veškerá energie, která je získaná feromagnetického materiálu během magnetizace, není dána během demagnetizačního cyklu. A tento rozdíl se projeví v zahřívání feromagnetu. A smyčka magnetické hystereze se v tomto případě ukáže jako asymetrická.

Formulář smyčky

Závisí na tvaru smyčky z mnoha parametrů - magnetizace, intenzita pole, ztráty a t dostupnost. d. i značný vliv chemické složení feromagnetu, jeho konstrukční stavu, teplotě a povaze a distribuci defektů přítomnosti zpracování (tepelné, tepelné magnetické, mechanické). V důsledku toho lze hysterezi feromagnetů měnit tím, že se materiál podrobí obrábění. Z toho jsou všechny vlastnosti hmotné změny.

Hysterezní ztráty

Během změny dynamiky magnetizace feromagnetu způsobuje střídavé magnetické pole ztráty. A tvoří jen malou část všech magnetických ztrát. Pokud mají smyčky stejnou výšku (stejnou maximální hodnotu magnetizace M), je smyčka dynamického pohledu širší než statická. Důvodem je skutečnost, že ke ztrátám jsou přidány nové ztráty. Jedná se o dynamické ztráty, s nimiž obvykle souvisí vířivý proud, magnetickou viskozitu. Stručně řečeno, výrazné ztráty jsou dosaženy při hystereze.

Feromagnety s jednou doménou

V případě, že částice mají jinou velikost, probíhá proces rotace. Je to způsobeno skutečností, že vytváření nových domén je energeticky neziskové. Ale proces rotace částic je brzděn anizotropií (magnetickým). Může mít různé počátky - vytvořit se v samotném krystalu, vzniknout v důsledku pružného napětí atd.). Ale právě s touto anizotropií magnetizace drží vnitřní pole. To se také nazývá efektivní pole magnetické anizotropie. A magnetická hystereze nastává v důsledku skutečnosti, že magnetizace se mění ve dvou směrech - přímý a reverzní. Během magnetizace reverzace feromagnetů s jednou doménou dochází k několika skokům. Magnetizační vektor M se otáčí na stranu pole H. Navíc může být rotace homogenní nebo nehomogenní.

Feromagnetety s více doménami

V nich je magnetizační křivka postavena podobným způsobem, ale zde jsou různé procesy. Při změně magnetizace se hranice domén posunou. Následkem toho může být jedním z důvodů vzniku hystereze zpoždění posunutí hranic a nevratné skoky. Někdy (pokud mají ferromagnety poměrně velké pole), magnetická hystereze je určena zpomalením růstu a tvorbou remagnetizačních jader. Z těchto jader se vytváří struktura domény feromagnetických látek.

Teorie hystereze

Za to stojí za zvážení magnetickým jevem hystereze nastává také v případě, že se pole H otáčí, a to nejen při změně znaménka a velikosti. To se nazývá hystereze a magnetická rotace odpovídá změně směru magnetizace M na změnu směru magnetického pole H. Vzniku rotační hystereze je pozorován i při otáčení testovaném vzorku vzhledem k pevné pole H.

Křivka magnetizace také charakterizuje magnetickou strukturu domény. Struktura se mění s průchodem procesů obrácení magnetizace a magnetizace. Změny závisí na tom, kolik se mění hranice domén, než účinky vnějšího magnetického pole. Absolutně všechno, co může zastavit všechny popsané procesy, přeměňuje ferromagnety na nestabilní stav a je důvodem, proč dochází k magnetické hysterezi.

Je třeba vzít v úvahu, že hystereze závisí na mnoha parametrech. Magnetizace se mění pod vlivem vnějších faktorů - teplota, elastický stres, tudíž hystereze. To vede k hystereze nejen magnetizace, ale také všech vlastností, na kterých závisí. Jak je patrné z zde, hystereze jev lze pozorovat nejen v magnetizace materiálu, ale také s jinými fyzikálními postupy, které přímo nebo nepřímo s ním.