Tartalom:
- Bevezetés
- Mágneses hiszterézis
- A hiszterézis hurok meghatározása
- A hiszterézis jelentése
- Egy egyszerű hiszterézis hurok
- Hiszterézis hurok különböző paraméterekkel
- A hiszterézis görbe magyarázata
- A szabad tér áteresztőképessége
- A mágnesezés intenzitása
- Mi a mágneses intenzitás?
- Mi a mágneses szuszceptibilitás?
- B és H kapcsolata
- Retentivitás és koercitivitás a hiszterézis hurokban
- Maradék mágnesesség
- Kényszerítő erő
Hiszterézis hurok
A hiszterézis hurok meghatározása
A mágneses hiszterézis gyakori jelenség, ha egy mágneses anyagot mágneseznek, és egy teljes mágnesezési ciklust teljesítenek. Ha a mágneses fluxussűrűséget vagy mágnesezési sűrűséget (B) a mágnesező tér (H) mágneses intenzitásával szemben ábrázoljuk egy teljes mágnesezési és lemágnesezési ciklusra, akkor a kapott hurkot hiszterézis huroknak nevezzük. A hiszterézis hurok görbéje az anyag jellegétől függően eltérő alakú és méretű lehet.
A hiszterézis jelentése
Ez a görög „Hysterein” szóból ered, a hiszterézis szóból származik, ami lemaradást jelent.
Hiszterézis görbe
Hiszterézis hurok különböző paraméterekkel
A hiszterézis görbe magyarázata
- A mágnesező tér (H) intenzitásának növelésével az anyag (B) mágneses fluxussűrűsége is növekszik, mivel egyre több tartomány kerül a külsőleg alkalmazott mágneses tér irányába. Ez a rész a fenti ábrán látható, ahogy azt a kiindulóponttól az „a” pontig láthatjuk.
- Amikor a növekvő külső tér hatására az összes tartomány egybeesik, az anyag mágnesesen telítődik, azaz fellép a telítés jelensége. Ezen túlmenően, ha a mágneses intenzitást (H) növeljük, a mágneses fluxussűrűség (B) nem változik, ugyanaz marad, mint ahogy az ábrán is észrevehetjük, hogy az „a” pont elérése után B állandóvá válik.
- Most, ha a mágneses intenzitást (H) csökkentjük, a mágneses fluxussűrűség (B) is csökken, de elmarad a mágneses intenzitástól (H). Ezért az ábrán észrevehetjük, hogy amikor a mágneses intenzitás (H) nullává válik a „b” pontban, akkor a mágneses fluxussűrűség (B) nem csökken nullára. A mágneses fluxussűrűség (B) értékét az anyag megtartja, ha a mágneses intenzitás (H) egyenlő '0'-val, ezt a 'retentivitás' elismeri.
- Továbbá, ha a külső mágneses tér irányát megfordítjuk és a mágneses intenzitás nagyságát (H) növeljük, az anyag demagnetizálódik. A „c” pontban végzett megfigyelés, a mágneses fluxussűrűség (B) „0”-nak bizonyul. A mágneses intenzitásnak (H) ezt az értékét, amely a mágneses fluxussűrűség (B) nullára csökkentéséhez szükséges, „koercitivitásnak” nevezzük.
- Most, ahogy a fordított irányban alkalmazott mágnesező tér tovább növekszik, az anyag ismét telítődik, de az ellenkező irányba, amint az a diagramon a „d” pontban látható.
- Ha ezt a fordított mágneses mezőt csökkentjük, a mágneses fluxussűrűség (B) ismét elmarad a mágneses intenzitástól (H), és az „e” pontban a mágneses intenzitás (H) nullává válik, de a mágneses fluxussűrűség (B) nem csökken nullára. .
- Amikor az aktuális mágneses tér iránya megfordul, és a mágneses intenzitás (H) ismét nulláról megnő, a ciklus megismétlődik.
A hurok által bezárt terület a mágnesezés és lemágnesezés teljes ciklusa során fellépő energiaveszteséget jelenti.
A szabad tér áteresztőképessége
A szabad tér áteresztőképessége, μo, egy állandó paraméter, amelyet 4π x 10 pontos érték képvisel-7 H / m levegőre használják. Ez az állandó μo megjelenik a Maxwell-egyenletekben, amelyek leírják és összefüggésbe hozzák az elektromos és mágneses tereket, valamint a elektromágneses sugárzás, azaz segít összefüggésbe hozni és meghatározni az olyan mennyiségeket, mint a permeabilitás, mágnesezési sűrűség, mágneses intenzitás stb.
A mágneses hiszterézist ebben a cikkben részletesen tárgyaljuk. de ezen túlmenően néhány olyan mágnesezéssel kapcsolatos fogalmat kell tisztáznunk, mint a permeabilitás, retentivitás szabad térben és különböző közegekben.
A mágnesezés intenzitása
A mágneses térben lévő mágneses anyag indukált dipólusmomentumot generál ebben az anyagban, és ezt az egységnyi térfogatra jutó momentumot a mágnesezés intenzitása (I) vagy mágnesezési sűrűségként ismerjük el.
=
Hol a nettó indukált dipólusmomentum. Egysége az Am-1
Mi a mágneses intenzitás?
Egy mágneses anyag mágnesezéséhez mágneses teret kell alkalmazni. Ennek a mágneses térnek a szabad tér permeabilitásához viszonyított arányát H mágneses intenzitásnak nevezzük.
=
Hol , a külső mágneses teret mágneses fluxussűrűségnek is nevezik.
A mágneses intenzitás mértékegysége Am-1 megegyezik a mágnesezettség intenzitásával.
Mi a mágneses szuszceptibilitás?
A mágnesezettség intenzitása és a mágneses intenzitás nagyságának arányát mágneses szuszceptibilitásnak nevezzük (). A mágneses szuszceptibilitás azzal magyarázható, hogy milyen könnyedséggel lehet mágnesezni egy mágneses anyagot. Ezért a nagyobb mágneses szuszceptibilitású anyagok könnyebben mágnesezhetők, mint a többi, kisebb mágneses szuszceptibilitású anyag.
= ahol a szimbólumoknak szokásos jelentése van.
A mágneses szuszceptibilitás egy skaláris mennyiség, és nincs dimenziója, tehát nincs egysége.
Mi a mágneses permeabilitás?
A mágneses permeabilitás az anyagon belüli nettó mágneses tér értékének és a mágneses intenzitás értékének aránya. Itt az anyagon belüli nettó mágneses tér az alkalmazott mágneses tér és az anyag mágnesezésére szolgáló mágneses mező vektoros összeadása. A mágneses permeabilitás egyszerűen magyarázható annak mértékével, hogy a mágnesező tér milyen mértékben képes áthatolni (áthatolni) egy adott mágneses anyagot.
=
A mágneses permeabilitás skaláris mennyiség, mértékegysége pedig az
A mágneses permeabilitás másik fogalma a relatív permeabilitás, amely egy közeg permeabilitásának és a szabad tér permeabilitásának arányaként definiálható.
B és H kapcsolata
A teljes B mágneses mező, amelyet fluxussűrűségnek is neveznek, egy meghatározott területen belül létrehozott mágneses erővonalak összessége. Ezt a B szimbólum jelöli.
H mágneses intenzitásként, amely egyenesen arányos a külső mágneses térrel, így kijelenthető, hogy a mágneses térerősség vagy a H mágneses intenzitás növelhető akár az áram nagyságának, akár a tekercs menetszámának növelésével. anyagot őriznek.
Tudjuk, hogy B = μH vagy B = H
μr nem állandó értéke, hanem a tér intenzitásától függ, ezért mágneses anyagoknál a fluxussűrűség vagy a teljes mágneses tér és a mágneses térerősség aránya vagy a B/H által ismert mágneses intenzitás.
Ezért nemlineáris görbét kapunk, amikor a mágneses fluxust (B) és a mágneses intenzitást (H) az X tengelyen, illetve az Y tengelyen ábrázoljuk. De olyan tekercseknél, amelyekben nincs anyag, azaz a mágneses fluxus nem indukálódik semmilyen anyag belsejében, hanem vákuumban indukálódik, vagy bármilyen nem mágneses anyagú mag esetében, mint például fa, műanyag stb.
Megfigyelhető, hogy a fenti anyagok, azaz a vas és az acél fluxussűrűsége a mágneses tér intenzitásának növekedésével állandóvá válik, és ezt telítésnek nevezzük, mivel a mágneses fluxussűrűség telítődik magasabb mágneses intenzitás esetén. Ha a mágneses intenzitás alacsony, és ezért az alkalmazott mágneses erő alacsony, az anyagban csak néhány atom kerül egy vonalba. A mágneses intenzitás növekedésével a többi is könnyen beállítható.
Azonban a H növekedésével, ahogy egyre több fluxus zsúfolódik a ferromágneses anyag ugyanazon keresztmetszeti területére, nagyon kevés atom áll rendelkezésre az anyagon belül, hogy illeszkedjenek; így ha növeljük a H-t, akkor a (B) mágneses fluxus nem növekszik tovább, így telítődik. Mint korábban említettük, a telítettség jelensége a vasmagos elektromágnesekre korlátozódik.
Retentivitás és koercitivitás a hiszterézis hurokban
Retentivitás
Az anyag visszatartó képessége az anyagban maradó mágneses tér mértékének mértéke, amikor a külső mágnesező mezőt eltávolítják. Meghatározható úgy is, mint egy anyag azon képessége, hogy a mágnesezési folyamat leállítása után is megőrizze mágnesességének egy részét. Az anyag jellemzőitől függ.
A mágneses anyag felmágnesezése után az atomokban lévő elektronok egy része az eredeti mágnesező tér irányába igazodik, és apró mágnesként viselkedik saját dipólusmomentumaikkal, és nem tér vissza teljesen véletlenszerű mintázatba, mint a többi. Emiatt némi mágneses tér vagy általános mágnesesség marad az anyagokban. A ferromágneses anyagok viszonylag magas retentivitásúak más mágnesező anyagokhoz képest, így tökéletesek állandó mágnesek készítésére.
Maradék mágnesesség
A maradék mágnesesség a mágneses fluxussűrűségnek az a mértéke, amelyet egy mágneses anyag megtarthat, és a megtartásának képességét az anyag retentivitásának nevezik.
Kényszerítő erő
A kényszerítő erőt úgy határozhatjuk meg, mint annak a mágnesező erőnek a mértékét, amely az anyag által visszatartott maradék mágnesesség megszüntetéséhez szükséges.
A további részekben a mágnesek típusairól, az állandó mágnesekről és az elektromágnesekről lesz szó az anyagok tulajdonságai és jellege alapján.
További elektronikával kapcsolatos cikkért kattints ide
Is Read:
- Mágneses fluxus és terület
- A mágneses mező nulla
- A tű mágneses
- A mágneses fluxus negatív
- A Jupiter mágneses
- Arany mágneses
- Neodímium mágneses
- A kobalt mágneses
- Mágneses fluxus és feszültség
- Alumínium mágneses
Szia, Amrit Shaw vagyok. Elektronikus mesterszakot szereztem.
Mindig szeretek új találmányokat felfedezni az elektronika területén.
Én személy szerint úgy gondolom, hogy a tanulás lelkesebb, ha kreativitással tanulunk.
Ezen kívül szeretek gitározni és utazni.