Hysteresis betekent “ achterblijvend ” is de eigenschap van ferromagnetische materialen waardoor de magnetische flux in het ferromagnetische materiaal achterbleef nadat het magnetische veld daaruit was verwijderd. Wanneer dit externe magnetische veld wordt verwijderd, worden de meeste atomen die in hun magnetische toestand en materiaal worden vastgehouden, gemagnetiseerd. Dit fenomeen wordt hysteresis genoemd.
Hysteresislus en B-H-curve
De grafiek van de magnetiserende kracht H en de fluxdichtheid B is een vierkwadrantencurve, en deze curve wordt de B-H-curve genoemd. Deze grafische weergave vertelt ons over de verschillende magnetische eigenschappen van het materiaal, zoals permeabiliteit, coërcitief vermogen, tegenzin en restflux.
Beschouw een magnetisch materiaal als kern van de spoel. Bij het toepassen van gelijkstroomvoeding via een variabele weerstand varieert de stroom door de spoel dienovereenkomstig. Magnetiserende kracht is direct evenredig met de stroom en wordt gegeven door,
Waarbij H de magnetiserende kracht is. Bij het vergroten van de stroom I neemt de magnetische kracht H toe, en dus neemt de magnetische fluxdichtheid B toe. Bij een bepaalde waarde van B worden alle atomen in het kernmateriaal uitgelijnd in de richting van het magnetische veld en volledig gemagnetiseerd. Dit punt wordt het verzadigingspunt genoemd en er zal geen verandering in de magnetisatie optreden bij verdere toename van de stroom.
Als we de stroomtoevoer afsluiten, nemen de stroom I en de magnetiserende kracht H af tot nul, maar sommige atomen in het kernmateriaal blijven uitgelijnd en vertonen magnetisme in het materiaal. Deze eigenschap van het kernmateriaal om gemagnetiseerd te blijven na het verwijderen van de magnetiserende kracht wordt “ Remanentie ”.
B-H-curve
Van 0 tot een
Bij het aanleggen van de voeding verandert de stroom in de spoel van nul tot een bepaalde waarde, de magnetische kracht H neemt toe en dus de magnetische flux B neemt toe, en beide volgen het pad 0-a in de grafiek. Bij een bepaalde waarde van de magnetische flux B worden alle atomen gemagnetiseerd en is er geen verandering in de atomen van het kernmateriaal bij het verder aanleggen van het magnetische veld. Deze maximale fluxdichtheid is Bmax, en de magnetiserende kracht is dat ook Hmax .
Van A naar B
Als de stroom afneemt, neemt de magnetische kracht H af en dus de magnetische flux B. Maar in dit geval volgen de B en H niet het vorige pad, maar volgen ze het pad “ a-b ” in de grafiek.
Op punt “ B ” huidige I en magnetische kracht H is nul, maar B is niet nul, dit achterblijven van B achter H wordt hysteresis genoemd en deze waarde van magnetische fluxdichtheid B die achterblijft bij H wordt restmagnetisme Br genoemd.
Van b tot c
Wanneer de richting van de stroom wordt omgekeerd, wordt H omgekeerd en neemt de waarde van Br af na het bad “ b-c ”. Op punt “ C ”, Br wordt nul. De negatieve waarde van “ H ” op punt c waar de waarde van B nul is, wordt “ Dwingende kracht ”.
Van c tot d
Bij het verder verhogen van de stroom in omgekeerde richting, worden H en B omgekeerd en volgen ze het pad “ CD ' en bij een bepaalde waarde van de tegenstroom wordt de waarde van B maximaal in de omgekeerde richting en treedt verzadiging op op punt ' B ”.
Van d tot e
Als de stroom nu toeneemt van een negatieve waarde naar nul, neemt H toe. Op punt “ Het is Zowel de huidige I als de magnetische kracht worden nul, maar B is niet nul en heeft een bepaalde negatieve waarde. Punt “ Het is ” in de grafiek geeft de negatieve waarde van restmagnetisme (-Br).
Van e tot f
Door de waarde van de stroom te verhogen, neemt de waarde van H toe. B en H volgen het pad “ e-f ”. Op punt “ F Zowel de stroom I als de magnetiserende kracht H hebben een bepaalde waarde, maar B is nul.
Van f tot a
Nogmaals, bij verdere toename van de huidige I neemt de waarde van H en B toe en volgt het pad 'fa' . Op punt “ A Opnieuw vindt er verzadiging plaats en worden alle atomen in het kernmateriaal gemagnetiseerd en uitgelijnd in de richting van het magnetische veld.
Hysterese-lus
Deze grafiek tussen de magnetische fluxdichtheid B en de magnetiserende kracht H wordt de B-H-curve genoemd en het gesloten pad gevolgd door B en H terwijl de stroom verandert van nul naar positief, positief naar nul, nul naar negatief, negatief naar nul en opnieuw nul naar positief wordt hysteresislus genoemd.
Verschillende ferromagnetische materialen geven verschillende afmetingen en vormen van de hysteresislus. Zacht ferromagnetisch materiaal geeft een smalle hysteresislus, kan gemakkelijk worden gemagnetiseerd en gedemagnetiseerd en is geschikt voor gebruik in transformatoren.
Remanentie
Remanentie is de eigenschap van elk materiaal waardoor het de magnetisatie behoudt na verwijdering van het geïnduceerde magnetische veld.
Coërciviteit
De sterkte van het magnetische veld dat in omgekeerde richting wordt aangelegd en dat nodig is om het materiaal volledig te demagnetiseren, is een bekende coërciviteit. De dwangkracht moet worden toegepast om het materiaal volledig te demagnetiseren na het verwijderen van de stroom. Er wordt aan gewerkt en de energie wordt in de vorm van warmte uit het materiaal afgevoerd. De warmte verdween uit het materiaal; staat bekend als hysteresisverlies, gegeven door Hc in de B-H-curve.
Conclusie
De magnetische flux die in het ferromagnetische materiaal achterblijft nadat het magnetische veld daaruit is verwijderd, wordt hysteresis genoemd. Er is een kracht nodig om het ferromagnetische materiaal volledig te demagnetiseren, de zogenaamde coërcitiefkracht, en er wordt werk aan gedaan waardoor de warmte erin verdwijnt. De grafische weergave tussen magnetiserende kracht H en magnetische fluxdichtheid B geeft de B-H-curve en het gesloten pad gevolgd door B en H wordt hysteresislus genoemd.