Magnit histerizis: tavsifi, xossalari, amaliy qoʻllanilishi

Mundarija:

Magnit histerizis: tavsifi, xossalari, amaliy qoʻllanilishi
Magnit histerizis: tavsifi, xossalari, amaliy qoʻllanilishi
Anonim

Magnit, ferroelektrik, dinamik, elastik histerezislar mavjud. U biologiya, tuproqshunoslik, iqtisod fanlarida ham uchraydi. Bundan tashqari, ushbu ta'rifning mohiyati deyarli bir xil. Ammo maqola magnitga qaratiladi, siz ushbu hodisa haqida ko'proq bilib olasiz, u nimaga bog'liq va qachon namoyon bo'ladi. Bu hodisa universitetlarda texnik yoʻnalishda oʻrganiladi, u maktab oʻquv dasturiga kiritilmagan, shuning uchun ham bu haqda hamma ham bilmaydi.

Gistrezis magnit

magnit histerezis
magnit histerezis

Bu moddaning magnitlanish indeksining (va bular, qoida tariqasida, magnit tartibli ferromagnitlardir) tashqi magnit maydonga qaytarilmas va noaniq bog'liqligi. Bunday holda, maydon doimiy ravishda o'zgarib turadi - kamayadi yoki ko'payadi. Gisterezisning mavjudligining umumiy sababi termodinamik potentsialning minimalida beqaror holat va barqaror holatning mavjudligi va ular orasida qaytarilmas o'tishlar ham mavjud. Gisterezis, shuningdek, birinchi darajali magnit yo'n altirilgan fazaga o'tishning namoyonidir. Ular bilan bir fazadan ikkinchisiga o'tish metastabil holatlar tufayli sodir bo'ladi. Xarakteristika grafik bo'lib, u "gisterezis halqasi" deb ataladi. Ba'zan u "magnetizatsiya egri chizig'i" deb ham ataladi.

Histerezis tsikli

histerezis hodisasi
histerezis hodisasi

M va H ning grafigida koʻrishingiz mumkin:

  1. M=0 va H=0 boʻlgan nol holatdan H ortishi bilan M ham oʻsadi.
  2. Maydon ortganda magnitlanish deyarli oʻzgarmas boʻladi va toʻyinganlik qiymatiga teng boʻladi.
  3. H kamayganda teskari oʻzgarish sodir boʻladi, lekin H=0 boʻlganda M magnitlanish nolga teng boʻlmaydi. Bu o'zgarishni demagnetizatsiya egri chizig'idan ko'rish mumkin. Va H=0 bo'lganda, M qoldiq magnitlanishga teng qiymatni oladi.
  4. H –Hm… +Hm oraliqda ortishi bilan magnitlanish uchinchi egri chiziq boʻylab oʻzgaradi.
  5. Jarayonlarni tavsiflovchi uchta egri chiziq bir-biriga bog'langan va o'ziga xos halqa hosil qiladi. Aynan u histerezis hodisasini - magnitlanish va magnitlanish jarayonlarini tasvirlaydi.

Magnetizatsiya energiyasi

magnitlanish egri chizig'i
magnitlanish egri chizig'i

Teskari va oldinga yo'nalishda qo'llaniladigan H1 maydonining maksimallari bir xil bo'lmagan taqdirda halqa assimetrik hisoblanadi. Sekin magnitlanishni qaytarish jarayoniga xos bo'lgan pastadir yuqorida tavsiflangan. Ular bilan H va M qiymatlari o'rtasidagi kvazi-muvozanat munosabatlari saqlanib qoladi.magnitlanish yoki demagnetizatsiya jarayonida M H dan orqada qolishi va bu magnitlanish jarayonida ferromagnit material tomonidan olingan barcha energiya demagnetizatsiya davrida to'liq o'tkazilmasligiga olib keladi. Va bu farq barcha ferromagnitni isitishga kiradi. Magnit histerezis halqasi esa bu holda assimetrik bo'lib chiqadi.

Loop shakli

Halqaning shakli koʻpgina parametrlarga bogʻliq - magnitlanish, maydon kuchi, yoʻqotishlar mavjudligi va hokazo. Ferromagnitning kimyoviy tarkibi, uning strukturaviy holati, harorati, nuqsonlarning tabiati va tarqalishi, mavjudligi. qayta ishlash (termik, termomagnit, mexanik). Shuning uchun materiallarni mexanik ishlov berish orqali ferromagnitlarning histerizisini o'zgartirish mumkin. Bu materialning barcha xususiyatlarini o'zgartiradi.

Histerezis yo'qolishi

magnit histerezis halqasi
magnit histerezis halqasi

Ferromagnitni oʻzgaruvchan magnit maydon taʼsirida dinamik qayta magnitlanish jarayonida yoʻqotishlar kuzatiladi. Bundan tashqari, ular umumiy magnit yo'qotishlarning faqat kichik qismini tashkil qiladi. Agar pastadirlar bir xil balandlikda bo'lsa (magnitlanishning bir xil maksimal qiymati M), dinamik turdagi pastadir statikdan kengroqdir. Bu barcha yo'qotishlarga yangi yo'qotishlar qo'shilishi bilan bog'liq. Bu dinamik yo'qotishlar, ular odatda girdob oqimi, magnit yopishqoqlik bilan bog'liq. Xulosa qilib aytganda, sezilarli histerezis yo'qotishlari olinadi.

Bir domenli ferromagnitlar

ferromagnitlarning histerizisi
ferromagnitlarning histerizisi

BAgar zarrachalar turli o'lchamlarga ega bo'lsa, aylanish jarayoni sodir bo'ladi. Buning sababi, yangi domenlarning shakllanishi energiya nuqtai nazaridan noqulay. Ammo zarrachalarning aylanish jarayoniga anizotropiya (magnit) to'sqinlik qiladi. U boshqacha kelib chiqishi mumkin - kristalning o'zida hosil bo'lishi, elastik kuchlanish tufayli paydo bo'lishi va hokazo). Ammo aynan shu anizotropiya yordamida magnitlanish ichki maydon tomonidan ushlab turiladi. U samarali magnit anizotropiya maydoni deb ham ataladi. Va magnit histerezis magnitlanish ikki yo'nalishda - oldinga va teskari tomonga o'zgarishi sababli paydo bo'ladi. Bir domenli ferromagnitlarni qayta magnitlanish jarayonida bir nechta sakrashlar sodir bo'ladi. M magnitlanish vektori H maydoniga buriladi. Bundan tashqari, burilish bir xil yoki bir xil bo'lmagan bo'lishi mumkin.

Koʻp domenli ferromagnitlar

Ularda magnitlanish egri chizig'i shunga o'xshash tarzda qurilgan, ammo jarayonlar boshqacha. Magnitlanishning teskari o'zgarishi paytida domen chegaralari o'zgaradi. Shuning uchun histerezisning sabablaridan biri chegara siljishlarining kechikishi, shuningdek, qaytarilmas sakrashlar bo'lishi mumkin. Ba'zan (ferromagnitlar juda katta maydonga ega bo'lsa), magnit histerezis o'sishning kechikishi va magnitlanishning teskari yadrolarining shakllanishi bilan belgilanadi. Aynan shu yadrolardan ferromagnit moddalarning domen tuzilishi hosil bo'ladi.

Gisterezis nazariyasi

histerezisni yo'qotish
histerezisni yo'qotish

Magnit gisterezis hodisasi H maydoni aylanganda ham sodir bo'lishini hisobga olish kerak, faqat u ishorasi va o'zgarishi bilan emas.hajmi. Bu magnit aylanishning histerizisi deb ataladi va magnitlanish yo'nalishining o'zgarishiga mos keladi M maydon yo'nalishining o'zgarishi H. Magnit aylanish histerizisining paydo bo'lishi namunani nisbatan aylantirilganda ham kuzatiladi. belgilangan maydonga H.

Magnitlanish egri chizig'i domenning magnit tuzilishini ham tavsiflaydi. Magnitlanish va magnitlanishning teskari jarayonlari o'tish jarayonida struktura o'zgaradi. O'zgarishlar domen chegaralarining qanchalik uzoqqa siljishiga va tashqi magnit maydonning ta'siriga bog'liq. Yuqorida tavsiflangan barcha jarayonlarni kechiktirishi mumkin bo'lgan mutlaqo hamma narsa ferromagnitlarni beqaror holatga keltiradi va magnit histerezisning paydo bo'lishiga olib keladi.

Histerezis ko'plab parametrlarga bog'liqligini hisobga olish kerak. Magnitlanish tashqi omillar - harorat, elastik stress ta'sirida o'zgaradi, shuning uchun histerezis paydo bo'ladi. Bunday holda, histerezis nafaqat magnitlanishda, balki u bog'liq bo'lgan barcha xususiyatlarda ham paydo bo'ladi. Bu yerdan ko'rinib turibdiki, histerezis hodisasi nafaqat materialning magnitlanishi, balki u bilan bevosita yoki bilvosita bog'liq bo'lgan boshqa jismoniy jarayonlarda ham kuzatilishi mumkin.

Tavsiya: