การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก
ปรากฏการณ์ของความหนาแน่นฟลักซ์ B ที่ปกคลุมด้านหลังแรงแม่เหล็กในวัสดุแม่เหล็กเรียกว่า การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก คำ Hysteresis มาจากภาษากรีกคำ Hysterein หมายถึงการล้าหลัง กล่าวอีกนัยหนึ่งเมื่อวัสดุแม่เหล็กถูกทำให้เป็นแม่เหล็กเป็นครั้งแรกในทิศทางเดียวและจากนั้นในอีกทิศทางหนึ่งทำให้วัฏจักรแม่เหล็กหนึ่งรอบเสร็จสมบูรณ์พบว่าความหนาแน่นฟลักซ์ B ล่าช้าหลังแรงแม่เหล็กที่ประยุกต์
มีวัสดุแม่เหล็กหลายประเภทเช่น paramagnetic, diamagnetic, ferromagnetic, ferromagnetic และ antiferromagnetic วัสดุ Ferromagnetic เป็นส่วนใหญ่รับผิดชอบในการสร้างห่วง hysteresis
สารบัญ:
- แม่เหล็กตกค้าง
- บังคับบีบบังคับ
- วัสดุแม่เหล็กอ่อน
- วัสดุแม่เหล็กแข็ง
- การประยุกต์ใช้ Hysteresis ของแม่เหล็ก
เพื่อความเข้าใจปรากฏการณ์ของแม่เหล็กฮิสเทรีซิสพิจารณาแหวนของวัสดุแม่เหล็กที่พันกันด้วยโซลินอยด์ โซลินอยด์เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายกระแสตรงผ่านสวิทช์กลับได้แบบสองขั้วคู่ (D.P.D.T) ดังแสดงในรูปด้านล่าง
เริ่มแรกสวิตช์อยู่ในตำแหน่งที่ 1 โดยการลดค่าของ R ค่าของกระแสในโซลินอยด์จะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ทำให้ความเข้มของสนามเพิ่มขึ้นทีละน้อย H ความหนาแน่นของฟลักซ์จะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จนกระทั่งถึงจุดอิ่มตัว ความอิ่มตัวเกิดขึ้นเมื่อเพิ่มกระแสโมเมนต์ไดโพลหรือโมเลกุลของวัสดุแม่เหล็กจะเรียงตัวในทิศทางเดียว
ตอนนี้โดยการลดกระแสในโซลินอยด์เป็นศูนย์แรงแม่เหล็กจะค่อยๆลดลงเป็นศูนย์ แต่ค่าความหนาแน่นฟลักซ์จะไม่เป็นศูนย์เนื่องจากมันยังคงมีค่า ob เมื่อ H = 0 ดังนั้นเส้นโค้งที่ได้คือ ab ดังแสดงในรูปด้านล่าง ความหนาแน่นเป็นเพราะแม่เหล็กตกค้าง
ห่วง Hysteresis
แม่เหล็กตกค้าง
ค่าของความหนาแน่นของฟลักซ์ที่ถูกยึดไว้โดยวัสดุแม่เหล็กนั้นเรียกว่าแม่เหล็กตกค้างและพลังในการรักษานั้นเป็นที่รู้จักกันว่า
ตอนนี้เพื่อล้างอำนาจแม่เหล็กแหวนแม่เหล็ก,ตำแหน่งของสวิทช์กลับได้ DPDT เปลี่ยนเป็นตำแหน่งที่ 2 ดังนั้นทิศทางการไหลของกระแสในโซลินอยด์จะถูกย้อนกลับส่งผลให้แรงแม่เหล็กย้อนกลับ H เมื่อ H เพิ่มขึ้นในทิศทางย้อนกลับ B = 0) และเส้นโค้งที่แสดงด้านบนเป็นไปตามเส้นทาง bc แม่เหล็กตกค้างของวัสดุจะถูกลบออกโดยใช้แรงแม่เหล็กที่เรียกว่าแรงบีบบังคับในทิศทางตรงกันข้าม
บังคับบีบบังคับ
ค่าของแรงสนามแม่เหล็กที่จำเป็นต่อการล้างสนามแม่เหล็กที่เหลือจะเรียกว่า บังคับบีบบังคับ แสดงด้วยสีชมพูในโค้ง hysteresis ดังที่แสดงไว้ด้านบน
ทีนี้เพื่อทำให้ฮิสเทอรีซิสเสร็จสมบูรณ์แรงแม่เหล็กในสนามแม่เหล็ก H เพิ่มขึ้นในทิศทางตรงกันข้ามจนกว่าจะถึงจุดอิ่มตัว d แต่ในทิศทางลบเส้นโค้งจะติดตามเส้นทางซีดี ค่าของ H จะลดลงเป็นศูนย์ H = 0 และเส้นโค้งได้รับเส้นทาง de โดยที่ oe เป็นสนามแม่เหล็กที่เหลือเมื่อเส้นโค้งอยู่ในทิศทางลบ
ตำแหน่งของสวิตช์จะเปลี่ยนเป็น 1 อีกครั้งจากตำแหน่งที่ 2 และกระแสในโซลินอยด์จะเพิ่มขึ้นอีกครั้งในกระบวนการสร้างแม่เหล็กและเนื่องจาก H นี้เพิ่มขึ้นในทิศทางบวกที่ติดตามเส้นทางเป็น efa และในที่สุดวงฮิสเทรีซิสก็เสร็จสมบูรณ์ ในเส้นโค้งอีกครั้งคือแรงแม่เหล็กที่เรียกว่าแรงบีบบังคับที่จำเป็นในการลบสนามแม่เหล็กที่เหลือ
นี่คือกำลังบีบบังคับรวมที่จำเป็นในการเช็ดปิดสนามแม่เหล็กที่เหลือในหนึ่งรอบสมบูรณ์แสดงโดย cf จากการสนทนาข้างต้นเป็นที่ชัดเจนว่าความหนาแน่นฟลักซ์ B มักล่าช้าหลังแรงแม่เหล็กในรูป H ‘abcdefa’ เรียกว่า วงแม่เหล็ก Hysteresis หรือ เส้นโค้ง Hysteresis
ผล hysteresis แม่เหล็กในการสลายตัวของสูญเสียพลังงานในรูปของความร้อน พลังงานที่สูญเปล่าเป็นสัดส่วนกับพื้นที่ของลูปฮิสเทอรีซิส ส่วนใหญ่มีสองประเภทของวัสดุแม่เหล็กวัสดุแม่เหล็กอ่อนและวัสดุแม่เหล็กแข็ง
วัสดุแม่เหล็กอ่อน
วัสดุแม่เหล็กอ่อนมีห่วง hysteresis แคบ ๆ ดังแสดงในรูปด้านล่างซึ่งมีพลังงานกระจายเล็กน้อย พวกเขาประกอบด้วยวัสดุเช่นเหล็กเหล็กซิลิคอน ฯลฯ
ห่วงวัสดุแม่เหล็กอ่อน
- มันถูกใช้ในอุปกรณ์ที่ต้องการสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับ
- มีการบีบบังคับต่ำ
- การดึงดูดต่ำ
- การตอบโต้ต่ำ
วัสดุแม่เหล็กแบบแข็งมีวงรอบ hysteresis ที่กว้างขึ้นดังแสดงในรูปด้านล่างและส่งผลให้เกิดการกระจายพลังงานจำนวนมากและกระบวนการ demagnitisation ทำได้ยาก
ห่วงวัสดุแม่เหล็กอย่างหนัก
- มันมีการตอบโต้สูง
- การบีบบังคับสูง
- ความอิ่มตัวสูง
การประยุกต์ใช้ Hysteresis ของแม่เหล็ก
- วัสดุแม่เหล็กที่มีห่วง hysteresis ที่กว้างขึ้นถูกนำมาใช้ในอุปกรณ์เช่นเทปแม่เหล็ก, ฮาร์ดดิสก์, บัตรเครดิต, การบันทึกเสียงเนื่องจากหน่วยความจำไม่ถูกลบอย่างง่ายดาย
- วัสดุแม่เหล็กที่มีห่วงฮิสเทอรีซิสแคบใช้เป็นแม่เหล็กไฟฟ้าโซลินอยด์หม้อแปลงและรีเลย์ซึ่งต้องการการกระจายพลังงานขั้นต่ำ
