Υστέρηση σημαίνει ' μόνωση ” είναι η ιδιότητα των σιδηρομαγνητικών υλικών με την οποία η μαγνητική ροή υστέρησε στο σιδηρομαγνητικό υλικό μετά την αφαίρεση του μαγνητικού πεδίου από αυτά. Όταν αφαιρεθεί αυτό το εξωτερικό μαγνητικό πεδίο, τα περισσότερα από τα άτομα που διατηρούνται στη μαγνητική τους κατάσταση και το υλικό μαγνητίζονται. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται υστέρηση.
Βρόχος υστέρησης και καμπύλη B-H
Η γραφική παράσταση της δύναμης μαγνήτισης Η και της πυκνότητας ροής Β είναι μια καμπύλη τεσσάρων τεταρτημορίων και αυτή η καμπύλη ονομάζεται καμπύλη Β-Η. Αυτή η γραφική αναπαράσταση μας λέει για τις διαφορετικές μαγνητικές ιδιότητες του υλικού όπως διαπερατότητα, καταναγκασμός, απροθυμία και υπολειπόμενη ροή.
Θεωρήστε ένα μαγνητικό υλικό ως πυρήνα του πηνίου. Κατά την εφαρμογή τροφοδοσίας συνεχούς ρεύματος μέσω μιας μεταβλητής αντίστασης, το ρεύμα διαμέσου του πηνίου ποικίλλει ανάλογα. Η μαγνητική δύναμη είναι ευθέως ανάλογη του ρεύματος και δίνεται από:
Όπου H είναι η δύναμη μαγνήτισης. Με την αύξηση του ρεύματος I, η μαγνητική δύναμη H αυξάνεται και ως εκ τούτου η πυκνότητα της μαγνητικής ροής Β αυξάνεται. Σε μια ορισμένη τιμή του Β, όλα τα άτομα στο υλικό του πυρήνα ευθυγραμμίζονται προς την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου και μαγνητίζονται πλήρως. Αυτό το σημείο ονομάζεται σημείο κορεσμού και δεν θα υπάρξει αλλαγή στη μαγνήτιση με περαιτέρω αύξηση του ρεύματος.
Εάν διακόψουμε την παροχή ρεύματος, το ρεύμα I και η δύναμη μαγνήτισης H μειώθηκαν στο μηδέν, αλλά μερικά από τα άτομα στο υλικό του πυρήνα παραμένουν ευθυγραμμισμένα και δείχνουν μαγνητισμό στο υλικό. Αυτή η ιδιότητα του υλικού του πυρήνα να παραμένει μαγνητισμένο μετά την αφαίρεση της δύναμης μαγνήτισης ονομάζεται ' Συγκρατητικότητα '.
Καμπύλη B-H
Από 0 έως α
Κατά την εφαρμογή της τροφοδοσίας, το ρεύμα αλλάζει στο πηνίο από μηδέν σε κάποια συγκεκριμένη τιμή, η μαγνητική δύναμη H αυξάνεται και ως εκ τούτου η μαγνητική ροή B αυξάνεται και οι δύο ακολουθούν τη διαδρομή 0-a στο γράφημα. Σε ορισμένη τιμή της μαγνητικής ροής Β όλα τα άτομα μαγνητίζονται και δεν υπάρχει καμία αλλαγή στα άτομα του υλικού του πυρήνα κατά την περαιτέρω εφαρμογή του μαγνητικού πεδίου. Αυτή η μέγιστη πυκνότητα ροής είναι Bmax και η δύναμη μαγνήτισης είναι Hmax .
Από το α στο β
Τώρα, με τη μείωση του ρεύματος, η μαγνητική δύναμη H μειώνεται και ως εκ τούτου η μαγνητική ροή Β μειώνεται. Αλλά σε αυτή την περίπτωση το Β και το Η δεν ακολουθούν το προηγούμενο μονοπάτι, αντίθετα ακολουθούν το μονοπάτι ' α-β » στο γράφημα.
στο σημείο ' σι Το ρεύμα I και η μαγνητική δύναμη H είναι μηδέν, αλλά το B δεν είναι μηδέν, αυτή η υστέρηση του B πίσω από το H ονομάζεται υστέρηση και αυτή η τιμή της πυκνότητας μαγνητικής ροής B που υστερεί στο H ονομάζεται υπολειπόμενος μαγνητισμός Br.
Από το β έως το γ
Όταν η κατεύθυνση του ρεύματος αντιστρέφεται, το H αντιστρέφεται και η τιμή του Br μειώνεται μετά το λουτρό. προ ΧΡΙΣΤΟΥ '. στο σημείο ' ντο ”, το Br γίνεται μηδέν. Η αρνητική τιμή του ' H 'στο σημείο c όπου η τιμή του B είναι μηδέν, ονομάζεται ' Καταναγκαστική δύναμη '.
Από το γ έως το δ
Με την περαιτέρω αύξηση του ρεύματος προς την αντίστροφη κατεύθυνση, τα H και B αντιστρέφονται και ακολουθούν τη διαδρομή ' CD 'και σε μια ορισμένη τιμή αντίστροφου ρεύματος, η τιμή του B γίνεται μέγιστη στην αντίστροφη κατεύθυνση και ο κορεσμός εμφανίζεται στο σημείο ' σι '.
Από το δ έως το ε
Τώρα, εάν το ρεύμα αυξηθεί από αρνητική τιμή σε μηδέν, το H αυξάνεται. στο σημείο ' είναι Τόσο το ρεύμα I όσο και η μαγνητική δύναμη γίνονται μηδέν, αλλά το Β δεν είναι μηδέν και έχουν ορισμένη τιμή αρνητική. Σημείο ' είναι ” στο γράφημα δίνει την αρνητική τιμή του Υπολειπόμενου Μαγνητισμού (-Br).
Από το e έως το f
Αυξάνοντας την τιμή του ρεύματος, η τιμή του H αυξάνεται. Β και Η ακολουθούν το μονοπάτι ' e-f '. στο σημείο ' φά Τόσο το ρεύμα I όσο και η δύναμη μαγνήτισης H έχουν μια ορισμένη τιμή, αλλά το Β είναι μηδέν.
Από το f έως το a
Και πάλι, με περαιτέρω αύξηση του ρεύματος I, η τιμή των H και B αυξάνεται και ακολουθεί τη διαδρομή 'φά' . στο σημείο ' ένα Και πάλι, εμφανίζεται κορεσμός και όλα τα άτομα στο υλικό του πυρήνα μαγνητίζονται και ευθυγραμμίζονται προς την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου.
Βρόχος υστέρησης
Αυτό το γράφημα μεταξύ της πυκνότητας μαγνητικής ροής B και της δύναμης μαγνήτισης H ονομάζεται καμπύλη B-H και η κλειστή διαδρομή ακολουθούμενη από B και H καθώς το ρεύμα αλλάζει από μηδέν σε θετικό, θετικό σε μηδέν, μηδέν σε αρνητικό, αρνητικό στο μηδέν και πάλι μηδέν σε θετικό ονομάζεται βρόχος υστέρησης.
Διαφορετικά σιδηρομαγνητικά υλικά δίνουν διαφορετικό μέγεθος και σχήμα του βρόχου υστέρησης. Το μαλακό σιδηρομαγνητικό υλικό δίνει στενό βρόχο υστέρησης και μπορούν εύκολα να μαγνητιστούν και να απομαγνητιστούν και είναι κατάλληλα για χρήση στους μετασχηματιστές.
Συγκρατητικότητα
Η συγκράτηση είναι η ιδιότητα οποιουδήποτε υλικού με το οποίο διατηρεί τη μαγνήτισή του μετά την αφαίρεση του επαγόμενου μαγνητικού πεδίου.
Καταναγκασμός
Η ισχύς του μαγνητικού πεδίου που εφαρμόζεται στην αντίστροφη κατεύθυνση που απαιτείται για να απομαγνητιστεί πλήρως το υλικό είναι γνωστή καταναγκασμός. Η δύναμη καταναγκασμού πρέπει να εφαρμοστεί για να απομαγνητιστεί πλήρως το υλικό μετά την αφαίρεση του ρεύματος. Η εργασία γίνεται σε αυτό και η ενέργεια διαχέεται από το υλικό με τη μορφή θερμότητας. Η θερμότητα που διαχέεται από το υλικό. είναι γνωστή ως απώλεια υστέρησης, που δίνεται από το Hc στην καμπύλη B-H.
συμπέρασμα
Η μαγνητική ροή που καθυστερεί στο σιδηρομαγνητικό υλικό μετά την αφαίρεση του μαγνητικού πεδίου από αυτά ονομάζεται υστέρηση. Απαιτείται μια δύναμη για να απομαγνητιστεί πλήρως το σιδηρομαγνητικό υλικό, που ονομάζεται δύναμη καταναγκασμού, και γίνεται εργασία σε αυτό που προκαλεί διάχυση της θερμότητας σε αυτό. Η γραφική αναπαράσταση μεταξύ της δύναμης μαγνήτισης Η και της πυκνότητας μαγνητικής ροής Β δίνει την καμπύλη Β-Η και η κλειστή διαδρομή που ακολουθείται από τα Β και Η ονομάζεται βρόχος υστέρησης.