Létezik hiszterézis mágneses, ferroelektromos, dinamikus, rugalmas. A biológiában, talajtanban, közgazdaságtanban is megtalálható. Ráadásul ennek a definíciónak a lényege majdnem ugyanaz. De a cikk a mágnesre fog összpontosítani, többet megtudhat erről a jelenségről, mitől függ és mikor nyilvánul meg. Ezt a jelenséget az egyetemeken műszaki fókuszban vizsgálják, az iskolai tantervben nem szerepel, így nem mindenki tud róla.
Mágneses hiszterézis
Ez egy anyag mágnesezettségi indexének visszafordíthatatlan és kétértelmű függése (ezek általában mágnesesen rendezett ferromágnesek) egy külső mágneses tértől. Ebben az esetben a mező folyamatosan változik - csökken vagy növekszik. A hiszterézis fennállásának általános oka egy instabil állapot és egy stabil állapot jelenléte a termodinamikai potenciál minimumán, és vannak közöttük visszafordíthatatlan átmenetek is. A hiszterézis egy elsőrendű mágneses orientációs fázisátalakulás megnyilvánulása is. Náluk az egyik fázisból a másikba átmenetek történnek a metastabil állapotok miatt. A karakterisztikája egy gráf, amelyet "hiszterézis huroknak" neveznek. Néha "mágnesezési görbének" is nevezik.
Hiszterézis hurok
Az M versus H grafikonján a következő látható:
- A nulla állapotból, ahol M=0 és H=0, H növekedésével M is nő.
- Amikor a mező növekszik, a mágnesezettség szinte állandóvá válik, és megegyezik a telítési értékkel.
- Ha H csökken, az ellenkező változás következik be, de ha H=0, akkor az M mágnesezettség nem lesz egyenlő nullával. Ez a változás a lemágnesezési görbén látható. És ha H=0, M olyan értéket vesz fel, amely megegyezik a maradék mágnesezettséggel.
- Ahogy a H növekszik a –Hm… +Hm tartományban, a mágnesezettség a harmadik görbe mentén változik.
- A folyamatokat leíró három görbe összefügg, és egyfajta hurkot képez. Ő írja le a hiszterézis jelenségét – a mágnesezési és lemágnesezési folyamatokat.
Mágnesezési energia
Egy hurkot aszimmetrikusnak tekintjük, ha a H1 mező maximumai, amelyek hátra és előre irányulnak, nem azonosak. Fentebb leírtunk egy hurkot, amely a lassú mágnesezési megfordítási folyamatra jellemző. Ezekkel kvázi-egyensúlyi kapcsolatok megmaradnak H és M értékei között, figyelni kell arra, hogyhogy a mágnesezés vagy lemágnesezés során M lemarad H mögött. Ez pedig oda vezet, hogy a lemágnesezési ciklus során a ferromágneses anyag által a mágnesezés során felvett összes energia nem kerül át teljesen. És ez a különbség a ferromágnes melegítésében van. És a mágneses hiszterézis hurok ebben az esetben aszimmetrikusnak bizonyul.
Hurok alakja
A hurok alakja számos paramétertől függ - mágnesezettség, térerősség, veszteségek jelenléte stb. A ferromágnes kémiai összetétele, szerkezeti állapota, hőmérséklete, a hibák természete és eloszlása, feldolgozás (termikus, termomágneses, mechanikai). Ezért a ferromágnesek hiszterézise megváltoztatható, ha az anyagokat mechanikai feldolgozásnak vetik alá. Ez megváltoztatja az anyag összes jellemzőjét.
Hiszterézisveszteség
A ferromágnes váltakozó mágneses térrel történő dinamikus újramágnesezése során veszteségeket figyelhetünk meg. Ráadásul a teljes mágneses veszteségnek csak kis töredékét teszik ki. Ha a hurkok azonos magasságúak (ugyanaz az M mágnesezettség maximális értéke), a dinamikus típusú hurok szélesebb, mint a statikus. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy minden veszteséghez hozzáadódnak az új veszteségek. Ezek dinamikus veszteségek, általában örvényárammal, mágneses viszkozitással társulnak. Összegezve, meglehetősen jelentős hiszterézis veszteségeket kapunk.
Egydomaines ferromágnesek
BHa a részecskék különböző méretűek, akkor a forgási folyamat megtörténik. Ez azért van így, mert az új tartományok kialakulása energetikai szempontból kedvezőtlen. De a részecskék forgásának folyamatát az anizotrópia (mágneses) akadályozza. Különböző eredetű lehet - magában a kristályban képződhet, rugalmas feszültség miatt keletkezhet stb.). De éppen ennek az anizotrópiának a segítségével tartja a mágnesezettséget a belső tér. Ezt effektív mágneses anizotrópia mezőnek is nevezik. A mágneses hiszterézis pedig annak a ténynek köszönhető, hogy a mágnesezettség két irányban változik - előre és hátra. Az egydoménes ferromágnesek újramágnesezése során több ugrás is előfordul. Az M mágnesezési vektor a H tér felé fordul. Ezenkívül az elfordulás lehet egyenletes vagy nem egyenletes.
Több tartományú ferromágnesek
Náluk a mágnesezési görbe hasonló módon épül fel, de a folyamatok eltérőek. A mágnesezés megfordítása során a tartományhatárok eltolódnak. Ezért a hiszterézis egyik oka lehet a határeltolódások késése, valamint a visszafordíthatatlan ugrások. Néha (ha a ferromágneseknek meglehetősen nagy mezője van), a mágneses hiszterézist a növekedés késése és a mágnesezettség megfordító magjainak kialakulása határozza meg. Ezekből a magokból alakul ki a ferromágneses anyagok doménszerkezete.
Hiszterézis elmélet
Figyelembe kell venni, hogy a mágneses hiszterézis jelensége a H mező forgásakor is fellép, és nem csak akkor, ha előjel-, ill.méret. Ezt hívják a mágneses forgás hiszterézisének, és az M mágnesezés irányának változásának felel meg a H tér irányának változásával. A mágneses forgás hiszterézisének előfordulása akkor is megfigyelhető, ha a mintát relatívan elforgatjuk. a rögzített mezőbe H.
A mágnesezési görbe a tartomány mágneses szerkezetét is jellemzi. A szerkezet megváltozik a mágnesezési és mágnesezési megfordítási folyamatok során. A változások attól függnek, hogy a tartományhatárok milyen messzire tolódnak el, és a külső mágneses mező hatásaitól. Abszolút minden, ami késleltetheti a fent leírt folyamatokat, a ferromágneseket instabil állapotba hozza, és mágneses hiszterézist idéz elő.
Figyelembe kell venni, hogy a hiszterézis sok paramétertől függ. A mágnesezettség külső tényezők – hőmérséklet, rugalmas feszültség – hatására megváltozik, ezért hiszterézis lép fel. Ebben az esetben a hiszterézis nemcsak a mágnesezésben jelenik meg, hanem minden olyan tulajdonságban is, amelyektől függ. Amint az innen is látható, a hiszterézis jelensége nemcsak az anyag mágnesezése során figyelhető meg, hanem más, közvetlenül vagy közvetve kapcsolódó fizikai folyamatok során is.
