Гистерезис магниттік, ферроэлектрлік, динамикалық, серпімділік бар. Ол биологияда, топырақтануда, экономикада да кездеседі. Оның үстіне бұл анықтаманың мәні дерлік бірдей. Бірақ мақала магнитке назар аударады, сіз бұл құбылыс туралы көбірек біле аласыз, ол неге байланысты және ол қашан көрінеді. Бұл құбылыс жоғары оқу орындарында техникалық бағытта зерттеледі, ол мектеп бағдарламасына кірмейді, сондықтан бұл туралы бәрі біле бермейді.
Гистерезис магниттік
Бұл заттың магниттелу индексінің (және бұл, әдетте, магниттік реттелген ферромагнетиктер) сыртқы магнит өрісіне қайтымсыз және екіұшты тәуелділігі. Бұл жағдайда өріс үнемі өзгеріп отырады - азаяды немесе жоғарылайды. Гистерезистің болуының жалпы себебі – термодинамикалық потенциалдың минимумында тұрақсыз күй мен тұрақты күйдің болуы және олардың арасында қайтымсыз ауысулар да болады. Гистерезис сонымен қатар бірінші ретті магниттік бағдарлы фазалық ауысудың көрінісі болып табылады. Олардың көмегімен бір фазадан екінші фазаға ауысу метатұрақты күйлерге байланысты болады. Сипаттама график болып табылады, ол «гистерезис циклі» деп аталады. Кейде оны «магнитизация қисығы» деп те атайды.
Гистерезис циклі
M және H графигінде мынаны көруге болады:
- Нөлдік күйден, бұл кезде M=0 және H=0, H ұлғаюымен, M да өседі.
- Өріс ұлғайған кезде магниттелу тұрақты дерлік болады және қанығу мәніне тең болады.
- H азайған кезде қарама-қарсы өзгеріс орын алады, бірақ H=0 болғанда магниттелу M нөлге тең болмайды. Бұл өзгерісті магнитсіздену қисығынан көруге болады. Ал H=0 болғанда, M қалдық магниттелуге тең мән алады.
- H –Hm… +Hm ауқымында ұлғайған сайын магниттелу үшінші қисық бойымен өзгереді.
- Процестерді сипаттайтын барлық үш қисық бір-бірімен байланысты және цикл түрін құрайды. Дәл ол гистерезис құбылысын – магниттелу және магнитсіздену процестерін сипаттайды.
Магнитизация энергиясы
Кері және тура бағытта қолданылатын H1 өрісінің максимумдары бірдей болмаған жағдайда цикл асимметриялық болып саналады. Жоғарыда цикл сипатталған, ол магниттелудің баяу кері айналу процесіне тән. Олармен H және M мәндері арасындағы квази тепе-теңдік қатынастар сақталады.магниттелу немесе магнитсіздену кезінде М H-дан артта қалады. Бұл магниттену кезінде ферромагниттік материал алған барлық энергияның магнитсіздену циклі кезінде толығымен берілмейтініне әкеледі. Және бұл айырмашылықтың барлығы ферромагнетикті қыздыруға кетеді. Ал магниттік гистерезис контуры бұл жағдайда асимметриялық болып шығады.
Цикл пішіні
Ілмектің пішіні көптеген параметрлерге байланысты – магниттелу, өріс кернеулігі, жоғалтулардың болуы және т.б. Ферромагнетиктің химиялық құрамы, оның құрылымдық күйі, температурасы, ақаулардың сипаты мен таралуы, өңдеу (термиялық, термомагниттік, механикалық). Сондықтан ферромагнетиктердің гистерезисін материалдарды механикалық өңдеуге ұшырату арқылы өзгертуге болады. Бұл материалдың барлық сипаттамаларын өзгертеді.
Гистерезис жоғалуы
Айнымалы магнит өрісі арқылы ферромагнетиктің динамикалық қайта магниттелуі кезінде жоғалтулар байқалады. Оның үстіне олар жалпы магниттік шығындардың аз ғана бөлігін құрайды. Егер ілмектер бірдей биіктікке ие болса (магниттелудің M максималды мәні бірдей), динамикалық түрдегі контур статикалыққа қарағанда кеңірек болады. Бұл барлық шығындарға жаңа шығындардың қосылуына байланысты. Бұл динамикалық шығындар, олар әдетте құйынды токпен, магниттік тұтқырлықпен байланысты. Қорытындылай келе, айтарлықтай айтарлықтай гистерезис шығындары алынды.
Бір доменді ферромагнетиктер
ББөлшектердің өлшемдері әртүрлі болса, айналу процесі жүреді. Бұл жаңа домендердің қалыптасуы энергетикалық тұрғыдан қолайсыз болғандықтан орын алады. Бірақ бөлшектердің айналу процесін анизотропия (магниттік) тежейді. Оның шығу тегі басқа болуы мүмкін - кристалдың өзінде қалыптасады, серпімді кернеуге байланысты пайда болады және т.б.). Бірақ дәл осы анизотропияның көмегімен магниттелуді ішкі өріс ұстайды. Оны тиімді магниттік анизотропиялық өріс деп те атайды. Ал магниттік гистерезис магниттелудің екі бағытта – тура және кері бағытта өзгеруіне байланысты туындайды. Бір доменді ферромагнетиктердің қайта магниттелуі кезінде бірнеше секірулер орын алады. Магниттелу векторы M H өрісіне қарай бұрылады. Сонымен қатар, бұрылыс біркелкі немесе біркелкі емес болуы мүмкін.
Көп доменді ферромагнетиктер
Оларда магниттелу қисығы ұқсас жолмен салынған, бірақ процестер әртүрлі. Магниттенудің кері айналуы кезінде домен шекаралары ауысады. Сондықтан гистерезис себептерінің бірі шекаралық ығысулардың кешігуі, сондай-ақ қайтымсыз секірулер болуы мүмкін. Кейде (ферромагнетиктер жеткілікті үлкен өріске ие болса), магниттік гистерезис өсудің кешігуімен және магниттелудің кері ядроларының пайда болуымен анықталады. Дәл осы ядролардан ферромагниттік заттардың домендік құрылымы қалыптасады.
Гистерезис теориясы
Магниттік гистерезис құбылысы тек таңбасы өзгергенде ғана емес, H өрісі айналғанда да болатынын ескеру керек.өлшемі. Бұл магниттік айналудың гистерезисі деп аталады және H өрісінің бағытының өзгеруімен магниттелу бағытының өзгеруіне сәйкес келеді M. Магниттік айналу гистерезисінің пайда болуы үлгі салыстырмалы түрде бұрылған кезде де байқалады. бекітілген өріске H.
Магниттелу қисығы доменнің магниттік құрылымын да сипаттайды. Магниттелу және магниттелудің кері процестерінің өтуі кезінде құрылым өзгереді. Өзгерістер домен шекараларының қаншалықты өзгеретініне және сыртқы магнит өрісінің әсерлеріне байланысты. Жоғарыда сипатталған барлық процестерді кешіктіретін барлық нәрсе ферромагнетиктерді тұрақсыз күйге келтіреді және магниттік гистерезистің пайда болуына әкеледі.
Гистерезис көптеген параметрлерге байланысты екенін ескеру керек. Магниттелу сыртқы факторлардың әсерінен өзгереді - температура, серпімді кернеу, сондықтан гистерезис пайда болады. Бұл жағдайда гистерезис магниттелуде ғана емес, сонымен бірге ол тәуелді болатын барлық қасиеттерде де пайда болады. Осы жерден көрініп тұрғандай, гистерезис құбылысы материалдың магниттелуі кезінде ғана емес, онымен тікелей немесе жанама байланысты басқа да физикалық процестер кезінде де байқалады.
