Histerez kelimesi, anlamın 'geride kalma' veya 'yetersizlik' anlamına geldiği Eski Yunanca bir kelimeden getirilmiştir. Manyetik histerezis terimi, manyetik maddelerin performansını ve iletkenliğini bilmek için 1890 yılında bilim adamı James Alfred Ewing tarafından kuruldu. 1890'dan önce, bu kavram üzerine yapılan çalışmalar histerezis mekanik ağlarda James Maxwell tarafından gerçekleştirildi. Sonuç olarak histerezden geliştirilen modeller, absorpsiyon ve manyetizma ile ilgili çalışmalarda daha fazla önem kazanmıştır. Daha sonra manyetik histerezisin matematiksel analizi 1970'li yıllarda Mark Krasnosel ve ekibi tarafından biliniyordu. Ve şimdi makalemiz manyetik histerezisi, B-H eğrisini, davranışını ve uygulamalarını açıklıyor.
Manyetik Histeresiz nedir?
Bu, manyetik bir maddede meydana gelen manyetik kuvvet 'H' yi takip eden 'Manyetik Histerez' olarak adlandırılan manyetizasyon yoğunluğu 'B' olgusudur. Açık olmak gerekirse, manyetik bir maddenin ilk kez mıknatıslanma altında olduğu ve daha sonra başka bir şekilde, yani tam bir manyetizasyon döngüsünü tamamladığı, ardından manyetizasyon kuvvetinin gerisinde kalan akı yoğunluğunun oluştuğu şeklinde açıklanabilir.
Manyetik Malzeme
Demir gibi manyetik maddeler için, manyetik alanın altında olmasalar bile, hizalamanın bir kısmı korunacaktır. Onları mıknatıslanmamış hale getirmek için, ters yönde ısı veya manyetik alan uygulamasına ihtiyaç duyar. Para, dia, Ferro ve anti- gibi çeşitli manyetik maddeler vardır. ferromanyetik malzemeler. Ferromanyetik maddeler ile histerezis döngüsü kolaylıkla geliştirilebilir.
Manyetik Histerezis Döngüsü
Histerezis döngüsü, mıknatıslama alanı ile manyetizasyon etkisinin miktarı arasında var olan ilişkiyi tanımlar. Bir ferromagnet malzemede harici manyetik alanın değiştirilmesi sırasında histerezis döngüsü geliştirilecektir. Aşağıdaki grafik, konumları ve ayrıntılı analizi açıklamaktadır.
Histerez Döngüsü
Döngü, birden fazla H değeri için B ölçülürken oluşturulur ve bu değerler grafiksel bir form olarak belirtilirse, bir döngü oluşturur. Buraya,
- 'H' değeri aynı anda artırıldığında 'B' nin değeri artar.
- Manyetik alan etkisini artırmak, manyetizma değerini artırır ve sonunda, 'B' nin sabit kaldığı bir doyma noktası olarak adlandırılan 'A' noktasına gelir.
- Manyetik alan miktarı azaltılarak manyetizma etkisi de azalır. Ancak 'B' ve 'H' değerleri benzerdir ve '0', manyetik madde birkaç manyetizma özelliğine sahiptir ve bu, artık manyetizma veya kalıcılık olarak tanımlanır.
- Ve bir manyetik alanın etkisinde bir azalma olduğunda, manyetizma özelliği de azalacaktır. Ve 'C' de, malzeme tamamen manyetikliği giderilir ve sıfır manyetik özelliklere sahiptir.
- Bu ileri ve geri yön prosedürlerinin her ikisi de bir döngüyü tamamlar ve histerezis döngüsü olarak adlandırılan bir döngü oluşturur.
Mıknatıslanma veya B-H Eğrisi
Yukarıdaki temel teoriyle, manyetik histerezis eğrilerinin farklı malzeme türleri için farklı olduğu açıktır. Aşağıdaki resimden, belirli bir değere gelinceye kadar akı yoğunluğunun alan kuvvetine uygun olarak arttığı ve bu noktadan sonra akı yoğunluğunun sabit eşit alan kuvveti artmaya devam ettiği için kaldığı görülmüştür.
Bu, üzerinde bir kısıtlama olması nedeniyle olur. akı Demir maddesinde bulunan tüm alanlar tam olarak hizalandıkça çekirdek tarafından geliştirilebilecek yoğunluk miktarı. Bundan sonra, 'M' üzerinde hiçbir etki göstermez ve grafikte akı yoğunluğunun maksimum değerde olduğu nokta Manyetik Doygunluk olarak adlandırılır.
Doygunluk, çekirdek madde içindeki molekül düzenlemesinin rastgele hizalanması nedeniyle gelişir ve bu, maddenin içindeki küçük parçacıkları tam hizaya getirecek şekilde değiştirir. 'H' değeri arttığında, moleküler parçacıkların artan akı yoğunluğu geliştirene kadar daha mükemmel bir düzenlemesi olacaktır. Ve ayrıca elektrikteki artış nedeniyle manyetik alan kuvvetinde artış akım bobin üzerindeki vale hiçbir etki göstermeyecek
Yumuşak ve Sert Malzemeler için Manyetik Histerezis Döngüleri
Manyetik histerezin sonucu, dağılan enerjinin histerez döngüsünün boyutuyla doğrusal orantılı olduğu ısı formunda kullanılmayan enerji dağılımdır. Manyetik histerezis nedeniyle oluşan kayıplar, alternatif tipte de etkiyi gösterir. transformatörler akım yönünde sık sık değişiklik olduğu yerlerde. Bu nedenle, çekirdek malzemedeki manyetik kutuplar sürekli olarak yönlerini tersine çevirirken kayıplar yaratır. Aşağıdaki resimler, hem yumuşak hem de sert malzemelerdeki histerezis döngüsünü göstermektedir.
Yumuşak mıknatıs içinde
Yumuşak Mıknatısta Döngü
Sert mıknatıs içinde
Sert Mıknatısta Histerisiz Eğrisi
DC sistemlerde bulunan döner bobinler, güney ve kuzey manyetik kutbundan sürekli geçiş yaptıkları için histerezis kayıpları da geliştirecektir. Daha önce de belirtildiği gibi, histerezis döngü grafiği, kullanılan manyetik malzemenin davranışına dayanmaktadır.
Artık Manyetizma
Manyetik histerezis döngüsünden, manyetik madde tarafından tutulan akı yoğunluğu miktarı artık manyetizma olarak adlandırılır. Ve bakım miktarına madde kalıcılığı denir.
Zorlayıcı kuvvet
Kalan manyetik özelliği malzemeden uzaklaştırmak için gerekli olan mıknatıslama kuvvetinin miktarı Zorlayıcı kuvvet olarak adlandırılır. Histerez döngüsünü bitirmek için, manyetik kuvvet 'H', doyma noktasına gelene kadar ters yönde daha fazla güçlendirilir. Ve 'H' değeri sıfıra ulaşacak ve döngü 'de' yoluna gelecektir, burada yol 'oe', yol ters yöndeyken artık manyetik özelliktir.
Manyetik histerezis, ısı formunda olduğu gibi boşa harcanan enerjinin belirsizliğinde ortaya çıkar. Dağıtılan enerji, histerez döngüsünün kapsamına bağlıdır. Özellikle iki tür manyetik malzeme vardır. yumuşak manyetik malzeme ve sert manyetik malzeme .
Uygulamalar
Birkaçı manyetik histerezis uygulamaları şunlardır:
Manyetik maddeler geniş bir histerezis döngüsüne sahip olduğundan, bunlar aşağıdaki gibi cihazlarda uygulanır.
- Hard disk
- Ses kayıt cihazları
- Manyetik bantlar
- Kredi kartları
Ayrıca, daraltılmış manyetik histerezis döngü maddeleri vardır ve bunlar,
- Transformers
- Solenoidler
- Elektromıknatıslar
- Röleler
Uzay çağının gelişi nedeniyle, minimum dünya yörüngesindeki uyduların açısal hareketini sönümlemek için kullanılır.
Ve son olarak, bu tamamen manyetik histerezis kavramıyla ilgili. Bu yazıda, histerezis döngüsü, B-H eğrisi, artık manyetizma, zorlayıcı kuvvet ve yumuşak ve sert manyetik madde ve uygulamaları için döngünün nasıl farklılaştığı hakkında bilgi sahibi olduk. Bunun ne olduğunu bilmek daha da önemlidir. histerezis döngüsünün önemi ?
