Magnetische Hysterese

Das Phänomen, dass die Flussdichte B in einem magnetischen Material hinter der Magnetisierungskraft H zurückbleibt, ist bekannt als Magnetische Hysterese Das Wort Hysterese stammt aus dem GriechischenWort Hysterein bedeutet zurückbleiben. Mit anderen Worten, wenn das magnetische Material zuerst in eine Richtung und dann in die andere Richtung magnetisiert wird, um einen Magnetisierungszyklus abzuschließen, wird festgestellt, dass die Flussdichte B der angelegten Magnetisierungskraft H hinterherhängt.

Es gibt verschiedene Arten von magnetischen Materialienwie paramagnetische, diamagnetische, ferromagnetische, ferromagnetische und antiferromagnetische Materialien. Ferromagnetische Materialien sind hauptsächlich für die Erzeugung der Hystereseschleife verantwortlich.

Wenn das Magnetfeld nicht angelegt istferromagnetisches Material verhält sich wie ein paramagnetisches Material. Dies bedeutet, dass der Dipol des ferromagnetischen Materials im Anfangsstadium nicht ausgerichtet ist, sondern zufällig platziert wird. Sobald das Magnetfeld an das ferromagnetische Material angelegt wird, richten sich seine Dipolmomente in einer bestimmten Richtung aus, wie in der obigen Abbildung gezeigt, was zu einem viel stärkeren Magnetfeld führt.

Inhalt:

• Restmagnetismus
• Zwangskraft
• Weiches magnetisches Material
• Hartes magnetisches Material
• Anwendungen der magnetischen Hysterese

Um das Phänomen des Magneten zu verstehenHysterese, betrachten Sie einen Ring aus magnetischem Material, das gleichmäßig mit dem Magneten umwickelt ist. Das Magnetventil ist über einen umschaltbaren Doppelpol-Umschalter (D.P.D.T) an eine Gleichstromquelle angeschlossen (siehe Abbildung unten)

Der Schalter befindet sich zunächst in Position 1. Durch Verringern des Wertes von R steigt der Wert des Stroms in dem Solenoid allmählich an, was zu einer allmählichen Zunahme der Feldintensität H führt, die Flussdichte steigt auch bis zum Sättigungspunkt a an und die erhaltene Kurve ist oa. Sättigung tritt auf, wenn bei Erhöhung des Stroms das Dipolmoment oder die Moleküle des Magnetmaterials sich in eine Richtung ausrichten.

Nun verringern Sie den Strom im Magnetventil aufBei Null wird die Magnetisierungskraft allmählich auf Null reduziert, der Wert der Flussdichte wird jedoch nicht Null sein, da er immer noch den Wert ob bei H = 0 hat, so dass die erhaltene Kurve ab ist, wie in der nachstehenden Abbildung dargestellt. Dieser Wert ob des Flusses Dichte ist wegen des Restmagnetismus.

Restmagnetismus

Der Wert der Flussdichte, die von dem magnetischen Material beibehalten wird, wird als Restmagnetismus bezeichnet, und die Fähigkeit, diese zu erhalten, wird als Retentivität des Materials bezeichnet.

Um nun den Magnetring zu entmagnetisieren, wird derDie Position des umkehrbaren DPDT-Schalters wird in Position 2 geändert, und somit wird die Flussrichtung des Stroms in der Magnetspule umgekehrt, was zu einer umgekehrten Magnetisierungskraft H führt. B = 0) und die oben gezeigte Kurve folgt dem Weg bc. Der restliche Magnetismus des Materials wird durch Anlegen der als Koerzitivkraft bekannten Magnetisierungskraft in entgegengesetzter Richtung entfernt.

Zwangskraft

Der Wert der Magnetisierungskraft oc, der erforderlich ist, um den Restmagnetismus ob zu löschen, wird aufgerufen Koerzitivkraft in der oben gezeigten Hysteresekurve durch rosa Farbe dargestellt.

Nun, um die Hysterese-Schleife abzuschließenDie Magnetisierungskraft H wird weiter in umgekehrter Richtung erhöht, bis sie den Sättigungspunkt d erreicht. In negativer Richtung folgt die Kurve dem Pfad cd. Der Wert von H wird auf Null reduziert. H = 0 und die Kurve erhält den Pfad de, wobei oe der Restmagnetismus ist, wenn sich die Kurve in negativer Richtung befindet.

Die Position des Schalters wird wieder auf 1 geändertvon der Position 2 aus wird der Strom in dem Solenoid erneut erhöht, wie dies im Magnetisierungsprozess geschieht, und dadurch wird H in positiver Richtung erhöht, wobei der Weg als efa verfolgt wird, und schließlich ist die Hystereseschleife abgeschlossen. In der Kurve ist wieder die Magnetisierungskraft, auch Koerzitivkraft genannt, die erforderlich ist, um den restlichen Magnetismus oe zu entfernen.

Hier die gesamte Koerzitivkraft, die zum Abwischen erforderlich istAus dem Restmagnetismus in einem vollständigen Zyklus wird mit cf. Aus der obigen Diskussion wird deutlich, dass die Flussdichte B der Magnetisierungskraft H immer nacheilt. Daher die Schleife "Abcdefa" heißt das Magnetische Hystereseschleife oder Hysterese-Kurve

Die magnetische Hysterese führt zur Zerstreuung vonEnergieverschwendung in Form von Wärme. Die verschwendete Energie ist proportional zur Fläche der magnetischen Hystereseschleife. Es gibt hauptsächlich zwei Arten von magnetischem Material, weichmagnetisches Material und hartmagnetisches Material.

Weichmagnetisches Material

Das weichmagnetische Material hat eine schmale magnetische Hystereseschleife, wie in der folgenden Abbildung dargestellt, die eine geringe Menge an dissipierter Energie aufweist. Sie bestehen aus Materialien wie Eisen, Siliziumstahl usw.

• Es wird in Geräten verwendet, die ein magnetisches Wechselfeld erfordern.
• Es hat eine geringe Koerzitivfeldstärke
• Geringe Magnetisierung
• Geringe Remanenz

Hartmagnetisches Material

Das hartmagnetische Material hat eine breitere Hystereseschleife, wie in der folgenden Abbildung gezeigt, und führt zu einer großen Energiedissipation, und der Demagnitisierungsprozess ist schwieriger zu erreichen.

• Es hat eine hohe Remanenz
• Hohe Koerzitivfeldstärke
• Hohe Sättigung

Anwendungen der magnetischen Hysterese

• Magnetisches Material mit einer breiteren Hystereseschleife wird in Geräten wie Magnetband, Festplatte, Kreditkarten und Audioaufzeichnungen verwendet, da sein Speicher nicht einfach gelöscht werden kann.
• Magnetwerkstoffe mit einer engen Hystereseschleife werden als Elektromagnete, Magnetspulen, Transformatoren und Relais verwendet, die eine minimale Energieabgabe erfordern.