هیسترزیس مغناطیسی، فروالکتریک، دینامیک، الاستیک وجود دارد. همچنین در زیست شناسی، خاکشناسی، اقتصاد یافت می شود. علاوه بر این، جوهر این تعریف تقریباً یکسان است. اما مقاله بر روی مغناطیسی تمرکز خواهد کرد، در مورد این پدیده بیشتر خواهید آموخت، به چه چیزی بستگی دارد و چه زمانی خود را نشان می دهد. این پدیده در دانشگاه ها با محوریت فنی مطالعه می شود، در برنامه درسی مدارس گنجانده نشده است، بنابراین همه از آن اطلاعی ندارند.
هیسترزیس مغناطیسی
این یک وابستگی برگشت ناپذیر و مبهم شاخص مغناطیسی یک ماده (و اینها معمولاً فرومغناطیس های مرتب شده مغناطیسی هستند) به یک میدان مغناطیسی خارجی است. در این مورد، میدان دائما در حال تغییر است - کاهش یا افزایش می یابد. دلیل کلی وجود هیسترزیس وجود یک حالت ناپایدار و یک حالت پایدار در حداقل پتانسیل ترمودینامیکی است و همچنین بین آنها گذارهای برگشت ناپذیری وجود دارد.هیسترزیس همچنین تجلی یک انتقال فاز جهت گیری مغناطیسی مرتبه اول است. با آنها، انتقال از یک فاز به فاز دیگر به دلیل حالت های فراپایدار رخ می دهد. مشخصه یک نمودار است که به آن "حلقه هیسترزیس" می گویند. گاهی اوقات به آن "منحنی مغناطیسی" نیز می گویند.
حلقه هیسترزیس
در نمودار M در مقابل H می توانید ببینید:
- از حالت صفر، که در آن M=0 و H=0، با افزایش H، M نیز رشد می کند.
- وقتی میدان افزایش می یابد، مغناطش تقریباً ثابت و برابر با مقدار اشباع می شود.
- وقتی H کاهش می یابد، تغییر معکوس رخ می دهد، اما زمانی که H=0 باشد، مغناطیسی M برابر با صفر نخواهد بود. این تغییر را می توان از منحنی مغناطیس زدایی مشاهده کرد. و وقتی H=0، M مقداری برابر با مغناطش باقیمانده به خود می گیرد.
- با افزایش H در محدوده -Hm… +Hm، مغناطش در امتداد منحنی سوم تغییر می کند.
- هر سه منحنی که فرآیندها را توصیف می کنند به هم متصل هستند و نوعی حلقه را تشکیل می دهند. این اوست که پدیده هیسترزیس - فرآیندهای مغناطیسی و مغناطیس زدایی را توصیف می کند.
انرژی مغناطیس
یک حلقه در حالتی نامتقارن در نظر گرفته می شود که حداکثر میدان H1 که در جهت معکوس و رو به جلو اعمال می شود، یکسان نباشد. یک حلقه در بالا توضیح داده شده است، که مشخصه یک فرآیند معکوس مغناطیسی کند است. با آنها روابط شبه تعادلی بین مقادیر H و M حفظ می شود.لازم است به این نکته توجه شود کهکه در طول مغناطش یا مغناطیس زدایی، M از H عقب می ماند. و این منجر به این واقعیت می شود که تمام انرژی که در طول مغناطیسی توسط مواد فرومغناطیسی به دست می آید، در طول چرخه مغناطیس زدایی به طور کامل منتقل نمی شود. و این تفاوت تماماً به گرمایش فرومغناطیس مربوط می شود. و حلقه هیسترزیس مغناطیسی در این مورد نامتقارن است.
حلقه شکل
شکل حلقه به پارامترهای زیادی بستگی دارد - مغناطش، قدرت میدان، وجود تلفات و غیره. ترکیب شیمیایی فرومغناطیس، وضعیت ساختاری آن، دما، ماهیت و توزیع عیوب، وجود پردازش (حرارتی، ترمو مغناطیسی، مکانیکی). بنابراین، پسماند فرومغناطیس ها را می توان با قرار دادن مواد در معرض پردازش مکانیکی تغییر داد. این همه ویژگی های مواد را تغییر می دهد.
از دست دادن هیسترزیس
در طول مغناطیس مجدد دینامیکی فرومغناطیس توسط یک میدان مغناطیسی متناوب، تلفات مشاهده می شود. علاوه بر این، آنها تنها بخش کوچکی از کل تلفات مغناطیسی را تشکیل می دهند. اگر حلقه‌ها ارتفاع یکسانی داشته باشند (مقدار حداکثر مغناطیسی M یکسان)، حلقه نوع پویا گسترده‌تر از استاتیک است. این به این دلیل است که زیان های جدید به همه زیان ها اضافه می شود. این تلفات دینامیکی هستند، آنها معمولاً با جریان گردابی، ویسکوزیته مغناطیسی همراه هستند. در مجموع، تلفات هیسترزیس قابل توجهی به دست می آید.
فرومغناطیس های تک دامنه
Bاگر ذرات اندازه های متفاوتی داشته باشند، فرآیند چرخش صورت می گیرد. این به این دلیل اتفاق می افتد که شکل گیری دامنه های جدید از نظر انرژی نامطلوب است. اما روند چرخش ذرات توسط ناهمسانگردی (مغناطیسی) مانع می شود. می تواند منشا متفاوتی داشته باشد - در خود کریستال تشکیل شود، به دلیل استرس الاستیک و غیره ایجاد شود. اما دقیقاً با کمک این ناهمسانگردی است که مغناطش توسط میدان داخلی حفظ می شود. به آن میدان ناهمسانگردی مغناطیسی موثر نیز می گویند. و هیسترزیس مغناطیسی به دلیل این واقعیت است که مغناطش در دو جهت تغییر می کند - جلو و معکوس. در طول مغناطیس مجدد فرومغناطیس های تک دامنه، چندین پرش رخ می دهد. بردار مغناطیسی M به سمت میدان H می چرخد. علاوه بر این، چرخش می تواند یکنواخت یا غیر یکنواخت باشد.
فرومغناطیس های چند دامنه ای
در آنها، منحنی مغناطیسی به روشی مشابه ساخته شده است، اما فرآیندها متفاوت است. در طول معکوس مغناطیسی، مرزهای دامنه تغییر می کند. بنابراین، یکی از علل هیسترزیس ممکن است تاخیر در جابجایی مرزها و همچنین پرش های غیرقابل برگشت باشد. گاهی اوقات (اگر فرومغناطیس ها میدان نسبتاً زیادی داشته باشند)، پسماند مغناطیسی با تاخیر در رشد و تشکیل هسته های معکوس مغناطیسی تعیین می شود. از این هسته ها است که ساختار دامنه مواد فرومغناطیسی تشکیل می شود.
نظریه هیسترزیس
باید در نظر گرفت که پدیده پسماند مغناطیسی همچنین زمانی رخ می دهد که میدان H می چرخد و نه تنها زمانی که علامت و علامت آن تغییر می کند.اندازه. این پسماند چرخش مغناطیسی نامیده می‌شود و مربوط به تغییر جهت مغناطیسی M با تغییر جهت میدان H است. وقوع پسماند چرخش مغناطیسی نیز زمانی مشاهده می‌شود که نمونه نسبی بچرخد. به فیلد ثابت H.
منحنی مغناطیسی همچنین ساختار مغناطیسی دامنه را مشخص می کند. ساختار در طول گذر از فرآیندهای مغناطیسی و معکوس مغناطیسی تغییر می کند. تغییرات به میزان جابجایی مرزهای دامنه و تأثیرات میدان مغناطیسی خارجی بستگی دارد. مطلقاً هر چیزی که می تواند تمام فرآیندهای شرح داده شده در بالا را به تاخیر بیندازد، فرومغناطیس ها را در حالت ناپایدار قرار می دهد و باعث ایجاد پسماند مغناطیسی می شود.
باید در نظر گرفت که هیسترزیس به پارامترهای زیادی بستگی دارد. مغناطش تحت تأثیر عوامل خارجی تغییر می کند - دما، استرس الاستیک، بنابراین، پسماند رخ می دهد. در این مورد، پسماند نه تنها در مغناطش، بلکه در تمام خواصی که به آن بستگی دارد نیز ظاهر می شود. همانطور که از اینجا مشاهده می شود، پدیده پسماند را می توان نه تنها در طول مغناطیسی شدن ماده، بلکه در طی سایر فرآیندهای فیزیکی مرتبط با آن به طور مستقیم یا غیرمستقیم مشاهده کرد.
