Det finns hysteresmagnetiska, ferroelektriska, dynamiska, elastiska. Det finns också inom biologi, markvetenskap, ekonomi. Dessutom är kärnan i denna definition nästan densamma. Men artikeln kommer att fokusera på det magnetiska, du kommer att lära dig mer om detta fenomen, vad det beror på och när det manifesterar sig. Detta fenomen studeras på universitet med teknisk inriktning, det ingår inte i skolans läroplan, så alla känner inte till det.
Hysteres magnetic
Detta är ett irreversibelt och tvetydigt beroende av ett ämnes magnetiseringsindex (och dessa är som regel magnetiskt ordnade ferromagneter) på ett externt magnetfält. I det här fallet förändras fältet hela tiden - minskar eller ökar. Det allmänna skälet till förekomsten av hysteres är närvaron av ett instabilt tillstånd och ett stabilt tillstånd vid ett minimum av den termodynamiska potentialen, och det finns också irreversibla övergångar mellan dem. Hysteres är också en manifestation av en första ordningens magnetisk orienteringsfasövergång. Med dem sker övergångar från en fas till en annan på grund av metastabila tillstånd. Karakteristiken är en graf, som kallas "hysteresloopen". Ibland kallas det också för "magnetiseringskurvan".
Hysteresloop
På grafen för M mot H kan du se:
- Från nolltillståndet, där M=0 och H=0, med en ökning av H, växer också M.
- När fältet ökar blir magnetiseringen nästan konstant och lika med mättnadsvärdet.
- När H minskar sker den motsatta förändringen, men när H=0 blir magnetiseringen M inte lika med noll. Denna förändring kan ses från avmagnetiseringskurvan. Och när H=0 antar M ett värde lika med restmagnetiseringen.
- När H ökar i området –Hm… +Hm ändras magnetiseringen längs den tredje kurvan.
- Alla tre kurvorna som beskriver processerna är sammankopplade och bildar en slags loop. Det är hon som beskriver fenomenet hysteres - magnetiserings- och avmagnetiseringsprocesserna.
magnetiseringsenergi
En slinga anses vara asymmetrisk i det fall då maxima för H1-fältet, som appliceras i riktning bakåt och framåt, inte är desamma. En slinga har beskrivits ovan, som är karakteristisk för en långsam magnetiseringsomkastningsprocess. Med dem bevaras kvasi-jämviktsförhållanden mellan värdena på H och M. Det är nödvändigt att uppmärksamma det faktum attatt under magnetisering eller avmagnetisering släpar M efter H. Och detta leder till att all energi som förvärvas av det ferromagnetiska materialet under magnetisering inte överförs helt under avmagnetiseringscykeln. Och denna skillnad går allt till uppvärmningen av ferromagneten. Och den magnetiska hysteresloopen visar sig vara asymmetrisk i det här fallet.
Loop Shape
Formen på slingan beror på många parametrar - magnetisering, fältstyrka, förekomsten av förluster, etc. Ferromagnetens kemiska sammansättning, dess strukturella tillstånd, temperatur, defekternas karaktär och fördelning, närvaron av bearbetning (termisk, termomagnetisk, mekanisk). Därför kan hysteresen hos ferromagneter ändras genom att utsätta materialen för mekanisk bearbetning. Detta ändrar alla egenskaper hos materialet.
Hysteresförlust
Under den dynamiska ommagnetiseringen av en ferromagnet med ett alternerande magnetfält observeras förluster. Dessutom utgör de bara en liten bråkdel av de totala magnetiska förlusterna. Om slingorna har samma höjd (samma maximivärde för magnetisering M), är den dynamiska slingan bredare än den statiska. Detta beror på att nya förluster läggs till alla förluster. Dessa är dynamiska förluster, de är vanligtvis förknippade med virvelström, magnetisk viskositet. Sammanfattningsvis erhålls ganska betydande hysteresförluster.
ferromagneter med en domän
BOm partiklarna har olika storlek sker rotationsprocessen. Detta beror på att bildandet av nya domäner är ogynnsamt ur energisynpunkt. Men processen med partikelrotation hindras av anisotropi (magnetisk). Det kan ha ett annat ursprung - bildas i själva kristallen, uppstå på grund av elastisk stress, etc.). Men det är just med hjälp av denna anisotropi som magnetiseringen hålls av det inre fältet. Det kallas också det effektiva magnetiska anisotropifältet. Och magnetisk hysteres uppstår på grund av att magnetiseringen ändras i två riktningar - framåt och bakåt. Under ommagnetiseringen av ferromagneter med en domän uppstår flera hopp. Magnetiseringsvektorn M vänder sig mot fältet H. Dessutom kan svängen vara enhetlig eller olikformig.
ferromagneter med flera domäner
I dem är magnetiseringskurvan uppbyggd på ett liknande sätt, men processerna är olika. Under magnetiseringsomkastning förskjuts domängränserna. Därför kan en av orsakerna till hysteres vara förseningen i gränsskiften, såväl som irreversibla hopp. Ibland (om ferromagneter har ett ganska stort fält) bestäms den magnetiska hysteresen av fördröjningen i tillväxt och bildandet av magnetiseringsomkastande kärnor. Det är från dessa kärnor som domänstrukturen för ferromagnetiska ämnen bildas.
Hysteresis theory
Det bör beaktas att fenomenet magnetisk hysteres också uppstår när fältet H roterar, och inte bara när det ändras i tecken ochstorlek. Detta kallas hysteresen av den magnetiska rotationen och motsvarar en förändring i magnetiseringens riktning M med en förändring i riktningen av fältet H. Förekomsten av hysteresen av den magnetiska rotationen observeras också när provet roteras relativt till det fasta fältet H.
Magnetiseringskurvan kännetecknar också den magnetiska strukturen i domänen. Strukturen förändras under magnetiserings- och magnetiseringsreverseringsprocessernas passage. Förändringarna beror på hur långt domängränserna förskjuts och på effekterna av ett externt magnetfält. Absolut allt som kan fördröja alla processer som beskrivs ovan försätter ferromagneter i ett instabilt tillstånd och orsakar magnetisk hysteres.
Det bör beaktas att hysteresen beror på många parametrar. Magnetiseringen förändras under påverkan av yttre faktorer - temperatur, elastisk stress, därför uppstår hysteres. I det här fallet uppträder en hysteres inte bara i magnetiseringen, utan också i alla de egenskaper som den beror på. Som man kan se härifrån kan fenomenet hysteres observeras inte bara under magnetiseringen av materialet, utan även under andra fysiska processer som direkt eller indirekt är förknippade med det.
