Hysteresis sa pamamagitan ng kahulugan, ito ay isang pag-aari ng mga sistema na hindi kaagad sumusunod sa mga puwersang inilapat. Ang reaksyon ng mga sistemang ito ay nakasalalay sa mga puwersa na kumilos noon, iyon ay, ang mga sistema ay nakasalalay sa kanilang sariling kasaysayan.
|
Figure 1. Classic hysteresis loop. |
Ang mga puntos:
|
Ano ang "engineering hysteresis"? Sa kaibahan sa klasikal na hysteresis, ang "engineering hysteresis" ay hindi sanhi ng mga natitirang phenomena sa system kapag ang direksyon ng proseso ay nagbabago, ngunit sa pamamagitan ng isang matalim na pagbabago sa mga katangian ng system sa mga punto ng simula at pagtatapos ng proseso. (halimbawa, kapag na-trigger ang automation, binabago ang switching / geometry / logic, atbp. sa loob ng system) .
Ilarawan natin ang pagkakaiba. Ipinapakita ng Figure 2 at 3 ang kumpletong hysteresis curves para sa classical at engineering hysteresis. Kapag lumilipat mula sa punto 0 hanggang sa punto 1, walang mga pagkakaiba. Ngunit!
Isaalang-alang ang tanong kung paano kumikilos ang isang system na may hysteresis sa ilang mga katangian (mga katangian) kung ang proseso ng paglipat mula sa simula ng proseso hanggang sa dulong punto ay nagambala sa isang lugar sa gitna.
Tandaan! Sa classical na hysteresis, ang pagbabago sa direksyon ng proseso ay bumubuo ng bagong hysteresis loop. Sa "engineering hysteresis" kapag ang mga matinding punto ng proseso ay hindi naabot, walang ganoong uri ang mangyayari. Saan ito humahantong?
|
Figure 4. Naantala ang proseso sa loop na "engineering hysteresis". |
|
Ang Hysteresis ay isang kumplikadong konsepto ng mga prosesong nagaganap sa mga system at substance na may kakayahang mag-ipon ng iba't ibang enerhiya sa kanilang sarili, habang ang bilis at intensity ng pagtaas nito ay naiiba sa curve ng pagbaba nito kapag naalis ang epekto. Sa pagsasalin mula sa Greek, ang konsepto ng hysteresis ay isinalin bilang isang lag, at samakatuwid ay dapat itong maunawaan bilang isang pagkaantala ng isang proseso na may kaugnayan sa isa pa. Sa kasong ito, hindi kinakailangan na ang epekto ng hysteresis ay katangian lamang ng magnetic media.
Lumalabas ang property na ito sa maraming iba pang system at environment:
Ang konsepto ay lalo na madalas na ginagamit sa pagpapatupad ng kontrol ng temperatura sa mga sistema ng pag-init.
Pagtutuunan natin ng pansin hysteresis sa electronic engineering nauugnay sa mga magnetic na proseso sa iba't ibang mga sangkap. Ipinapakita nito kung paano kumikilos ang isa o ibang materyal sa isang electromagnetic field, at sa gayon ay nagbibigay-daan sa iyo na bumuo ng mga dependency graph at kumuha ng ilang mga pagbabasa ng mga kapaligiran kung saan matatagpuan ang parehong mga materyales. Halimbawa, ang epektong ito ay ginagamit sa pagpapatakbo ng isang termostat.
Isinasaalang-alang nang mas detalyado ang konsepto ng hysteresis at ang epekto na nauugnay dito, mapapansin ng isa ang gayong tampok. Ang isang sangkap na may ganitong katangian ay may kakayahang maging puspos. Ibig sabihin, ito ang estado kung saan hindi na nito kayang mag-ipon ng enerhiya sa sarili nito. At kapag isinasaalang-alang ang proseso sa halimbawa ng mga ferromagnetic na materyales, ang enerhiya ay ipinahayag sa pamamagitan ng magnetization, na lumitaw dahil sa umiiral na magnetic bond sa pagitan ng mga molekula ng isang sangkap. At lumikha sila ng mga magnetic na sandali - mga dipoles, na random na nakadirekta sa normal na estado.
Ang magnetization sa kasong ito ay ang pag-aampon ng isang tiyak na direksyon sa pamamagitan ng magnetic moments. Kung ang mga ito ay random na nakadirekta, kung gayon ang ferromagnet ay itinuturing na demagnetized. Ngunit kapag ang mga dipoles ay tumuturo sa parehong direksyon, ang materyal ay magnetized. Sa pamamagitan ng antas ng magnetization ng coil core, maaaring hatulan ng isa ang halaga magnetic field nilikha ng agos na dumadaloy dito.
Upang maunawaan nang detalyado ang proseso ng hysteresis, kinakailangang masusing pag-aralan ang mga sumusunod na konsepto:
Tulad ng para sa mga materyales kung saan ang epekto ng hysteresis ay pinakamahusay na sinusunod, ang mga ferromagnets ay ang mga iyon. Ito ay isang timpla mga elemento ng kemikal, na may kakayahang ma-magnetize dahil sa direksyon ng magnetic dipoles, samakatuwid kadalasan sa komposisyon mayroong mga metal tulad ng:
Upang makita ang hysteresis, ang isang alternating boltahe ay dapat ilapat sa coil na may ferromagnet core. Kasabay nito, ang magnetization graph ay hindi lubos na magdedepende sa halaga nito, dahil ang epekto ay direktang nakasalalay sa mga katangian ng materyal mismo at ang magnitude ng magnetic bond sa pagitan ng mga elemento ng sangkap.
Ang pangunahing punto kapag isinasaalang-alang ang konsepto ng hysteresis sa electronics ay ang magnetic induction B na nilikha sa paligid ng coil kapag inilapat ang boltahe. Ito ay tinutukoy ng karaniwang formula bilang produkto ng magnetic permittivity ng isang substance at ang kabuuan ng field strength at magnetization.
Maintindihan Pangkalahatang prinsipyo epekto ng hysteresis , kailangan mong gamitin ang tsart. Ipinapakita nito ang magnetization loop mula sa estado ng kumpletong demagnetization. Ang lugar ay maaaring italaga sa pamamagitan ng mga numero 0-1. Sa sapat na boltahe at tagal ng magnetic field sa materyal, naabot ng graph ang sukdulang punto nito kasama ang ipinahiwatig na tilapon. Ang proseso ay isinasagawa hindi sa isang tuwid na linya, ngunit kasama ang isang curve na may isang tiyak na liko, na nagpapakilala sa mga katangian ng materyal. Ang mas maraming magnetic bond sa pagitan ng mga molecule sa isang substance, mas mabilis itong napupunta sa saturation.
Matapos alisin ang boltahe mula sa coil, ang lakas ng magnetic field ay bumaba sa zero. Ito ang lugar sa tsart 1-2. Sa kasong ito, ang materyal ay nananatiling magnetized dahil sa direksyon ng magnetic moments. Ngunit ang magnitude ng magnetization ay medyo mas mababa kaysa sa saturation. Kung ang gayong epekto ay sinusunod sa isang sangkap, kung gayon ito ay tumutukoy sa mga ferromagnets na may kakayahang mag-ipon ng isang magnetic field sa kanilang sarili dahil sa malakas na magnetic bond sa pagitan ng mga molekula ng sangkap.
Sa isang pagbabago sa polarity ng boltahe na ibinibigay sa coil, ang proseso ng demagnetization ay nagpapatuloy sa parehong curve sa saturation. Sa kasong ito lamang ang mga magnetic moment ng mga dipoles ay ididirekta sa reverse side. Sa dalas ng network, pana-panahong mauulit ang proseso, na naglalarawan sa isang graph na tinatawag na magnetic hysteresis loop.
Sa paulit-ulit na magnetization ng isang ferromagnet na may mas mababa sa saturation intensity, posible na makakuha ng isang pamilya ng mga curve kung saan posible na bumuo ng isang pangkalahatang graph na nagpapakilala sa estado ng isang sangkap mula sa ganap na demagnetized hanggang sa ganap na magnetized.
Ang hysteresis ay isang kumplikadong konsepto, na nagpapakilala sa kakayahan ng isang substance na maipon ang enerhiya ng isang magnetic field o iba pang halaga dahil sa umiiral na magnetic bond sa pagitan ng mga molecule ng substance o mga feature ng system. Ngunit hindi lamang ang mga haluang metal ng bakal, kobalt at nikel ay maaaring magkaroon ng gayong epekto. Ang barium titanate ay magbibigay ng bahagyang kakaibang resulta kapag inilagay sa isang field na may tiyak na intensity.
Dahil ito ay isang ferroelectric, isang dielectric hysteresis ay sinusunod dito. Ang reverse hysteresis loop ay nabuo na may kabaligtaran na polarity ng boltahe na inilapat sa daluyan, at ang magnitude ng kabaligtaran na patlang na kumikilos sa materyal ay tinatawag na puwersang pumipilit.
Sa kasong ito, ang magnitude ng patlang ay maaaring mauna sa iba't ibang intensity, na nauugnay sa mga tampok ng aktwal na estado ng mga dipoles - magnetic sandali pagkatapos ng huling magnetization. Ang iba't ibang mga impurities ay nakakaapekto rin sa proseso. nakapaloob sa materyal. Ang higit pa sa kanila, mas mahirap na ilipat ang mga dingding ng mga dipoles, kaya nananatili ang tinatawag na residual magnetization.
parang, hysteresis ay higit pa sa isang panloob na epekto, na hindi nakikita sa ibabaw ng materyal, ngunit ito ay lubos na nakasalalay hindi lamang sa uri ng materyal mismo, kundi pati na rin sa kalidad at uri ng machining nito. Halimbawa, ang bakal ay nabubusog sa lakas na 1 Oe, at ang isang magnico alloy ay umabot lamang sa kritikal na punto nito sa 580 Oe. Ang mas maraming mga depekto sa ibabaw ng materyal, mas malaki ang lakas ng magnetic field na kinakailangan upang dalhin ito sa saturation.
Bilang resulta ng magnetization at demagnetization, ang materyal ay naglalabas thermal energy, na katumbas ng lugar ng hysteresis loop. Gayundin, ang epekto ng eddy currents at ang magnetic viscosity ng isang substance ay maaaring maiugnay sa mga pagkalugi sa isang ferromagnet. Ito ay karaniwang sinusunod kapag ang dalas ng magnetic field ay nagbabago paitaas.
Depende sa likas na katangian ng pag-uugali ng isang ferromagnet sa isang daluyan na may magnetic field, mayroong static at dynamic na hysteresis. Ang una ay sinusunod sa nominal na dalas ng boltahe, ngunit sa paglaki nito, ang lugar ng graph ay tumataas, na humahantong sa isang pagtaas sa mga pagkalugi.
Bilang karagdagan sa magnetic hysteresis, mayroon ding galvomagnetic at magnetostrictive effect. Sa mga prosesong ito, ang isang pagbabago sa electrical resistance ay sinusunod dahil sa mekanikal na pagpapapangit ng materyal. Ang mga ferroelectric sa ilalim ng pagkilos ng mga puwersa ng pagpapapangit ay may kakayahang makabuo kuryente, na ipinaliwanag ng piezoelectric hysteresis. Mayroon ding konsepto ng electro-optical at double dielectric hysteresis. Ang huling proseso ay kadalasang may pinakamalaking interes, dahil ito ay sinasamahan ng dobleng graph sa mga zone na papalapit sa mga punto ng saturation.
Ang kahulugan ng hysteresis ay hindi lamang nalalapat sa mga ferromagnets na ginagamit sa electronics. Ang prosesong ito ay maaari ding maganap sa thermodynamics. Halimbawa, kapag nag-aayos ng pagpainit mula sa isang gas o electric boiler. Ang nagre-regulate na bahagi sa system ay ang termostat. Ngunit ang tanging kinokontrol na halaga ay ang temperatura ng tubig sa system.
Kapag bumaba ito sa isang paunang natukoy na antas, ang boiler ay lumiliko, na nagsisimula sa pag-init sa isang paunang natukoy na halaga. Pagkatapos ito ay lumiliko at ang proseso ay umuulit sa isang cycle. Kung kukuha ka ng mga pagbabasa ng temperatura sa panahon ng pag-init at paglamig ng system sa bawat cycle ng pag-on at off ng heating, makakakuha ka ng isang graph sa anyo ng isang hysteresis loop, na tinatawag na boiler hysteresis.
Sa ganitong mga sistema Ang hysteresis ay ipinahayag sa temperatura. Halimbawa, kung ito ay 4°C, at ang temperatura ng coolant ay nakatakda sa 18°C, ang boiler ay magpapasara kapag umabot na sa 22°C. Kaya, maaari mong itakda ang anumang katanggap-tanggap na temperatura sa lugar. At ang thermostat ay, sa katunayan, isang sensor ng temperatura o isang termostat na nag-o-on o nag-o-off sa pag-init kapag naabot ang mas mababa at itaas na mga threshold, ayon sa pagkakabanggit.
Mayroong isang hysteresis magnetic, ferroelectric, dynamic, nababanat. Ito ay matatagpuan din sa biology, agham ng lupa, ekonomiya. Bukod dito, ang kakanyahan ng kahulugan na ito ay halos pareho. Ngunit ang artikulo ay tututuon sa magnetic, matututunan mo ang higit pa tungkol sa hindi pangkaraniwang bagay na ito, kung ano ang nakasalalay at kung kailan ito nagpapakita mismo. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay pinag-aaralan sa mga unibersidad na may teknikal na pokus, hindi ito kasama sa kurikulum ng paaralan, kaya hindi alam ng lahat ang tungkol dito.
Ito ay isang hindi maibabalik at hindi maliwanag na pag-asa ng magnetization index ng isang sangkap (at ito ay, bilang isang panuntunan, magnetically ordered ferromagnets) sa panlabas na field.Sa kasong ito, ang field ay patuloy na nagbabago - bumababa o tumataas. parehong dahilan ang pagkakaroon ng hysteresis ay ang pagkakaroon sa pinakamaliit na thermodynamic na potensyal ng isang hindi matatag na estado at isang matatag na estado, at mayroon ding hindi maibabalik na mga paglipat sa pagitan nila. Ang hysteresis ay isa ring pagpapakita ng magnetic orientation ng 1st kind. Sa kanila, ang mga paglipat mula sa isang yugto patungo sa isa pa ay nangyayari dahil sa mga metatable na estado. Ang katangian ay isang graph, na tinatawag na "hysteresis loop". Minsan tinatawag din itong "magnetization curve".
Sa graph ng dependence ng M sa H, makikita mo ang:
Ang loop ay itinuturing na asymmetric sa kaso kapag ang maxima ng field H1, na inilapat sa reverse at forward na direksyon, ay hindi pareho. Ang isang loop ay inilarawan sa itaas, na katangian ng isang mabagal na proseso ng pagbabalik ng magnetization. Sa kanila, ang mga quasi-equilibrium bond sa pagitan ng mga halaga ng H at M ay napanatili. Kinakailangang bigyang-pansin ang katotohanan na sa panahon ng magnetization o demagnetization, ang M ay nahuhuli sa H. At ito ay humahantong sa katotohanan na ang lahat ng enerhiya na ay nakuha ng ferromagnetic na materyal sa panahon ng magnetization ay hindi ibinibigay, ganap sa panahon ng demagnetization cycle. At ang pagkakaibang ito ay napupunta lahat sa pag-init ng ferromagnet. At ang magnetic hysteresis loop ay lumalabas na walang simetriko sa kasong ito.
Ang hugis ng loop ay nakasalalay sa maraming mga parameter - magnetization, ang pagkakaroon ng mga pagkalugi, atbp. Gayundin, ang komposisyong kemikal ferromagnet, ang estado ng istruktura nito, temperatura, likas na katangian at pamamahagi ng mga depekto, ang pagkakaroon ng pagproseso (thermal, thermomagnetic, mekanikal). Samakatuwid, ang hysteresis ng ferromagnets ay maaaring mabago sa pamamagitan ng pagpapailalim sa mga materyales sa mekanikal na pagproseso. Binabago nito ang lahat ng mga katangian ng materyal.
Sa panahon ng dynamic na remagnetization ng isang ferromagnet sa pamamagitan ng isang alternating magnetic field, ang mga pagkalugi ay sinusunod. Bukod dito, bumubuo lamang sila ng isang maliit na bahagi ng kabuuang pagkalugi ng magnetic. Kung ang mga loop ay may parehong taas (ang parehong maximum na halaga ng magnetization M), ang dynamic na uri ng loop ay mas malawak kaysa sa static. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga bagong pagkalugi ay idinagdag sa lahat ng mga pagkalugi. Ang mga ito ay mga dynamic na pagkalugi, kadalasang nauugnay ang mga ito sa magnetic viscosity. Sa kabuuan, medyo makabuluhang pagkalugi ng hysteresis ay nakuha.
Sa kaganapan na ang mga particle ay may iba't ibang laki, ang proseso ng pag-ikot ay nagaganap. Nangyayari ito dahil hindi kanais-nais ang pagbuo ng mga bagong domain mula sa punto ng enerhiya. Ngunit ang proseso ng pag-ikot ng butil ay nahahadlangan ng anisotropy (magnetic). Maaari itong magkaroon ng ibang pinagmulan - mabuo sa kristal mismo, bumangon dahil sa nababanat na stress, atbp.). Ngunit ito ay tiyak sa tulong ng anisotropy na ito na ang magnetization ay hawak ng panloob na larangan. Tinatawag din itong mabisang magnetic anisotropy field. At ang magnetic hysteresis ay lumitaw dahil sa ang katunayan na ang magnetization ay nagbabago sa dalawang direksyon - pasulong at baligtarin. Sa panahon ng remagnetization ng single-domain ferromagnets, maraming jumps ang nangyari. Ang magnetization vector M ay lumiliko patungo sa field na H. Bukod dito, ang pagliko ay maaaring magkapareho o hindi pare-pareho.
Sa kanila, ang magnetization curve ay binuo sa isang katulad na paraan, ngunit ang mga proseso ay naiiba. Sa panahon ng pagbabalik ng magnetization, nagbabago ang mga hangganan ng domain. Samakatuwid, ang isa sa mga dahilan para sa paglitaw ng hysteresis ay maaaring ang pagkaantala sa mga paglilipat ng hangganan, pati na rin ang hindi maibabalik na mga pagtalon. Minsan (kung ang mga ferromagnets ay may medyo malaking field), ang magnetic hysteresis ay tinutukoy ng pagkaantala sa paglago at ang pagbuo ng magnetization reversal nuclei. Ito ay mula sa mga nuclei na ang domain na istraktura ng ferromagnetic substance ay nabuo.
Dapat itong isaalang-alang na ang hysteresis ay nangyayari din sa panahon ng pag-ikot ng field H, at hindi lamang kapag nagbabago ito sa sign at magnitude. Ito ay tinatawag na hysteresis ng magnetic rotation at tumutugma sa isang pagbabago sa direksyon ng magnetization M na may pagbabago sa direksyon ng field H. Ang paglitaw ng hysteresis ng magnetic rotation ay sinusunod din kapag ang sample ay pinaikot na kamag-anak. sa isang nakapirming field H.
Ang magnetization curve ay nagpapakilala rin sa magnetic structure ng domain. Ang istraktura ay nagbabago sa panahon ng pagpasa ng magnetization at magnetization reversal na mga proseso. Ang mga pagbabago ay depende sa kung gaano kalayo ang paglipat ng mga hangganan ng domain at sa mga epekto ng isang panlabas na magnetic field. Ganap na lahat ng bagay na may kakayahang maantala ang lahat ng mga prosesong inilarawan sa itaas ay naglalagay ng mga ferromagnets sa isang hindi matatag na estado at nagiging sanhi ng magnetic hysteresis na mangyari.
Dapat tandaan na ang hysteresis ay nakasalalay sa maraming mga parameter. Ang magnetization ay nagbabago sa ilalim ng impluwensya ng mga panlabas na kadahilanan - temperatura, nababanat na stress, samakatuwid, ang hysteresis ay nangyayari. Sa kasong ito, lumilitaw ang isang hysteresis hindi lamang sa magnetization, kundi pati na rin sa lahat ng mga pag-aari kung saan ito nakasalalay. Tulad ng makikita mula dito, ang kababalaghan ng hysteresis ay maaaring maobserbahan hindi lamang sa panahon ng magnetization ng materyal, kundi pati na rin sa panahon ng iba pang mga pisikal na proseso na nauugnay nang direkta o hindi direkta dito.
Hysteresis (mula sa Greek hysteresis - lag, pagkaantala), isang kababalaghan na binubuo sa katotohanan na ang isang pisikal na dami na nagpapakilala sa estado ng isang katawan (halimbawa, magnetization) ay hindi siguradong nakasalalay sa isang pisikal na dami na nagpapakilala sa mga panlabas na kondisyon (halimbawa, isang magnetic field). Ang G. ay sinusunod sa mga kasong iyon kapag ang estado ng katawan sa sa sandaling ito Ang oras ay tinutukoy ng mga panlabas na kondisyon hindi lamang sa parehong, kundi pati na rin sa mga nakaraang punto sa oras. Ang isang hindi tiyak na pag-asa ng mga dami ay sinusunod sa anumang mga proseso, dahil upang baguhin ang estado ng katawan ay palaging kinakailangan tiyak na oras(relaxation time) at ang reaksyon ng katawan ay nahuhuli sa mga sanhi na sanhi nito. Ang lag na ito ay mas maliit, mas mabagal ang pagbabago sa mga panlabas na kondisyon. Gayunpaman, para sa ilang mga proseso, ang lag ay hindi bumababa kapag ang pagbabago sa mga panlabas na kondisyon ay bumagal. Sa mga kasong ito, ang hindi tiyak na pag-asa ng mga dami ay tinatawag na hysteresis, at ang kababalaghan mismo ay tinatawag na G.
Ang G. ay sinusunod sa iba't ibang mga sangkap at sa panahon ng iba't ibang pisikal na proseso. Ang pinakamalaking interes ay: magnetic gyro, dielectric gyro, at elastic gyro.
Ang magnetic G. ay naobserbahan sa magnetic na materyales, halimbawa, sa ferromagnets. Ang pangunahing tampok ng ferromagnets ay ang pagkakaroon ng kusang (kusang) magnetization. Karaniwan, ang isang ferromagnet ay hindi naka-magnetize nang pantay, ngunit nahahati sa mga domain - mga rehiyon ng homogenous na spontaneous magnetization, kung saan ang halaga ng magnetization (magnetic moment per unit volume) ay pareho, ngunit ang mga direksyon ay naiiba. Sa ilalim ng pagkilos ng isang panlabas na magnetic field, ang bilang at laki ng mga domain na na-magnetize sa field ay tumataas sa kapinsalaan ng iba pang mga domain. Bilang karagdagan, ang mga magnetic moment ng mga indibidwal na domain ay maaaring paikutin sa kahabaan ng field. Bilang isang resulta, ang magnetic moment ng sample ay tumataas.
Sa fig. Ipinapakita ng 1 ang pag-asa ng magnetic moment M ng isang ferromagnetic sample sa lakas H ng isang panlabas na magnetic field (magnetization curve). Sa isang sapat na malakas na magnetic field, ang sample ay magnetized sa saturation (na may karagdagang pagtaas sa field, ang halaga ng M ay halos hindi nagbabago, point A). Sa kasong ito, ang sample ay binubuo ng isang domain na may magnetic saturation moment na M s na nakadirekta sa kahabaan ng field. Sa pagbaba ng lakas ng panlabas na magnetic field H, ang magnetic moment ng sample M ay bababa sa curve I, pangunahin dahil sa hitsura at paglaki ng mga domain na may magnetic moment na nakadirekta laban sa field. Ang paglaki ng mga domain ay dahil sa paggalaw ng mga domain wall. Ang paggalaw na ito ay nahahadlangan ng pagkakaroon ng iba't ibang mga depekto (mga impurities, inhomogeneities, atbp.) Sa sample, na nag-aayos ng mga pader ng domain sa ilang mga posisyon; sapat na malakas na magnetic field ang kinakailangan upang ilipat ang mga ito. Samakatuwid, kapag ang patlang H ay bumaba sa zero, ang sample ay nagpapanatili ng tinatawag na. natitirang magnetic moment M r (punto B).
Ang sample ay ganap na na-demagnetize lamang sa isang sapat na malakas na field ng kabaligtaran na direksyon, na tinatawag na coercive field (coercive force) H c (point C). Sa karagdagang pagtaas sa magnetic field magkasalungat na daan ang sample ay muling na-magnetize sa kahabaan ng field hanggang sa saturation (point D). Ang magnetization reversal ng sample (mula sa point D hanggang point A) ay nangyayari sa curve II. Kaya, sa isang cyclic na pagbabago sa field, ang curve na nagpapakilala sa pagbabago sa magnetic moment ng sample ay bumubuo ng loop ng magnetic gyroscope. Kung ang field H ay cyclically nagbago sa loob ng mga limitasyon na ang saturation magnetization ay hindi naabot, pagkatapos ay isang unlimiting loop ng magnetic gyroscope ay nakuha (curve III). Sa pamamagitan ng pagbabawas ng amplitude ng pagbabago sa field H sa zero, ang sample ay maaaring ganap na ma-demagnetize (dumating sa point O). Ang magnetization ng sample mula sa point O ay nangyayari sa kahabaan ng curve IV.
Sa kaso ng magnetic hydrodynamics, ang parehong halaga ng lakas ng panlabas na magnetic field H ay tumutugma sa iba't ibang kahulugan magnetic moment M. Ang kalabuan na ito ay dahil sa impluwensya ng mga estado ng sample na nauuna sa ibinigay na isa (i.e., ang magnetic prehistory ng sample).
Ang uri at laki ng loop ng magnetic gyroscope at ang magnitude ng H c sa iba't ibang ferromagnets ay maaaring mag-iba sa loob ng malawak na limitasyon. Halimbawa, sa purong bakal Hc = 1 Oe, sa isang magnico alloy Hc = 580 Oe. Ang loop ng isang magnetic gyroscope ay malakas na apektado ng pagproseso ng materyal, na nagbabago sa bilang ng mga depekto (Larawan 2).
Ang lugar ng isang magnetic gyroscope loop ay katumbas ng enerhiya na nawala sa sample sa isang cycle ng pagbabago ng field. Ang enerhiya na ito sa huli ay ginagamit upang painitin ang sample. Ang nasabing pagkawala ng enerhiya ay tinatawag na hysteresis. Sa mga kasong iyon kung saan ang mga pagkalugi sa H. ay hindi kanais-nais (halimbawa, sa mga core ng mga transformer, sa mga stator at rotors ng mga de-koryenteng makina), ang mga malambot na magnetic na materyales ay ginagamit, na may maliit na Hc at isang maliit na lugar ng loop G. Para sa paggawa ng permanenteng magnet, sa kabaligtaran, magnetically hard materyales na may malaking Ns.
Sa pagtaas ng dalas ng alternating magnetic field (ang bilang ng mga ikot ng pagbabaligtad ng magnetization bawat yunit ng oras), iba pang pagkalugi na nauugnay sa eddy agos at magnetic lagkit. Alinsunod dito, ang lugar ng loop ng G. ay tumataas sa mataas na frequency. Ang ganitong loop ay minsang tinutukoy bilang isang dynamic na loop, sa kaibahan sa static na loop na inilarawan sa itaas.
Maraming iba pang mga katangian ng isang ferromagnet, tulad ng electrical resistance at mechanical deformation, ay nakasalalay sa magnetic moment. Ang pagbabago sa magnetic moment ay nagdudulot din ng pagbabago sa mga katangiang ito. Naaayon, halimbawa, galvanomagnetic G., magnetostrictive G.
Ang dielectric hydrogenation ay karaniwang sinusunod sa ferroelectrics, tulad ng barium titanate. Ang pag-asa ng polariseysyon P sa intensity electric field Ang E sa ferroelectrics (Larawan 3) ay katulad ng pag-asa ng M sa H sa mga ferromagnets at ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkakaroon ng kusang polariseysyon ng kuryente, mga electric domain, at ang kahirapan sa muling pagsasaayos ng istraktura ng domain. Ang mga pagkalugi ng hysteresis ay bumubuo sa karamihan ng mga pagkalugi ng dielectric sa mga ferroelectric.
Dahil ang iba pang mga katangian ng ferroelectrics, tulad ng deformation, ay nauugnay sa polarization, ang iba pang mga uri ng hygrometry ay nauugnay sa dielectric hygroscopicity, halimbawa, piezoelectric hygroscopicity (Fig. 4) at electrooptical hygroscopicity. Sa ilang mga kaso, ang mga dobleng loop ng dielectric G. ay sinusunod (Larawan 5). Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na, sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field, ang isang phase transition ay nangyayari sa sample na may muling pagsasaayos ng kristal na istraktura. Ang ganitong uri ng dielectric hygrometry ay malapit na nauugnay sa hysteresis sa panahon ng mga phase transition.
Ang nababanat na hysteresis, i.e., isang hysteresis dependence ng deformation at sa mechanical stress s, ay sinusunod sa anumang tunay na materyales sa sapat na mataas na stress (Fig. 6). Ang Elastic G. ay bumangon sa tuwing nagaganap ang plastic (inelastic) deformation (tingnan ang Plasticity). Ang plastic deformation ay sanhi ng paggalaw ng mga depekto, tulad ng mga dislokasyon, na laging naroroon sa mga tunay na materyales. Ang mga impurities, inclusions, at iba pang mga depekto, pati na rin ang crystal lattice mismo, ay may posibilidad na panatilihin ang dislokasyon sa ilang mga posisyon sa kristal. Samakatuwid, ang mga stress na may sapat na magnitude ay kinakailangan upang ilipat ang dislokasyon. Ang mekanikal na paggamot at ang pagpapakilala ng mga impurities ay humantong sa pag-pin ng mga dislokasyon, bilang isang resulta kung saan ang hardening ng materyal ay nangyayari, at ang plastic deformation at elastic deformation ay sinusunod sa mataas na stress. Ang enerhiya na nawala sa sample sa isang cycle ay sa huli ay ginagamit upang init ang sample. Ang mga pagkalugi sa nababanat na alitan ay nakakatulong sa panloob na alitan. Sa kaso ng nababanat na mga deformation, bilang karagdagan sa hysteresis, mayroong iba pang mga pagkalugi, halimbawa, dahil sa lagkit. Ang halaga ng mga pagkalugi na ito, sa kaibahan sa mga hysteresis, ay nakasalalay sa dalas ng pagbabago ng s (o u). Minsan ang konsepto ng "elastic G." ay ginagamit nang mas malawak - nagsasalita sila ng isang dynamic na loop ng isang nababanat na G., kasama ang lahat ng mga pagkalugi sa isang naibigay na dalas.
Lit.: Kirensky L.V., Magnetism, 2nd ed., M., 1967; Vonsovsky S. V., Modernong doktrina ng magnetism, M. - L., 1952; Bozort R., Ferromagnetism, trans. mula sa English, M., 1956; Iona F., Shirane D., Ferroelectric crystals, trans. mula sa English, M., 1965; Postnikov V.S., Panloob na alitan sa mga metal, Moscow, 1969; Pisikal encyclopedic Dictionary, tomo 1, M., 1960.
A. P. Levanyuk, D. G. Sannikov.
Ang hysteresis ay nagmula sa salitang Griyego na nangangahulugang lag o pagkaantala. Ang konsepto na ito ay nauugnay sa isang pisikal na dami bilang isang hysteresis loop, na tumutukoy sa isa sa mga katangian ng katawan. Siya sa isang tiyak na paraan ay nauugnay din sa mga pisikal na dami na nagpapakita ng mga panlabas na kondisyon, tulad ng magnetic field.
Maaaring maobserbahan ang hysteresis sa mga sandaling iyon kung kailan ang anumang katawan sa isang partikular na yugto ng panahon ay nakasalalay sa mga panlabas na kondisyon. Ang estado na ito ng katawan ay isinasaalang-alang din sa nakaraang panahon, pagkatapos kung saan ang isang paghahambing ay ginawa at isang tiyak na pag-asa ay nagmula.
Ang pag-asa na ito ay malinaw na nakikita sa halimbawa ng katawan ng tao. Upang baguhin ang kanyang estado ay mangangailangan ng ilang panahon para sa pagpapahinga. Samakatuwid, ang reaksyon ng katawan ay palaging nahuhuli sa mga sanhi na naging sanhi ng binagong estado. Ang lag na ito ay makabuluhang nabawasan kung ang pagbabago sa mga panlabas na kondisyon ay napansin din. Gayunpaman, sa ilang mga kaso, maaaring hindi mangyari ang pagbabawas ng backlog. Bilang resulta, mayroong isang hindi tiyak na pag-asa ng mga dami, na kilala bilang hysteresis, at ang phenomenon mismo ay tinatawag na hysteresis.
Ang pisikal na dami na ito ay matatagpuan sa karamihan iba't ibang mga sangkap at mga proseso, gayunpaman, ang mga konsepto ng dielectric, magnetic at elastic hysteresis ay madalas na isinasaalang-alang. Magnetic hysteresis kadalasang lumilitaw sa mga magnetic substance, tulad ng mga ferromagnets. katangian na tampok ng mga materyales na ito ay isang spontaneous o spontaneous inhomogeneous magnetization, na malinaw na nagpapakita ng pisikal na phenomenon na ito.
Sa sarili nito, ang hysteresis ay isang curve na kumakatawan sa nabagong magnetic moment ng isang substance na apektado ng pana-panahong pagbabago ng lakas ng field. Kapag ang isang magnetic field ay kumikilos sa mga ferromagnets, ang pagbabago sa kanilang magnetic moment ay hindi nangyayari kaagad, ngunit may isang tiyak na pagkaantala.
Sa bawat ferromagnet, ang spontaneous magnetization ay unang naroroon. Ang materyal mismo ay may kasamang magkahiwalay na mga fragment, na ang bawat isa ay may sariling magnetic moment. Kapag ang mga sandaling ito ay nakadirekta sa iba't ibang direksyon, ang halaga ng kabuuang sandali ay lumalabas na katumbas ng zero bilang resulta ng mutual compensation.
Kung ang isang ferromagnet ay naapektuhan ng isang magnetic field, ang lahat ng mga sandali na naroroon sa mga indibidwal na fragment (mga domain) ay ide-deploy sa kahabaan ng panlabas na field. Bilang isang resulta, ang isang tiyak na pangkalahatang sandali ay nabuo sa materyal, na nakadirekta sa isang direksyon. Kung wawakasan ang panlabas na epekto ng field, hindi lahat ng domain ay nasa orihinal na posisyon nito. Mangangailangan ito ng pagkakalantad sa isang sapat na malakas na magnetic field na idinisenyo upang paikutin ang mga domain. Ang ganitong pagliko ay nahahadlangan ng pagkakaroon ng mga impurities at heterogeneity ng materyal. Samakatuwid, ang materyal ay may ilang natitirang magnetization, kahit na ang panlabas na field ay naka-off.
Upang alisin ang natitirang magnetic moment, kinakailangan na ilapat ang pagkilos ng patlang sa kabaligtaran na direksyon. Ang lakas ng patlang ay dapat na sapat na magnitude upang makumpleto ang demagnetization ng materyal. Ang dami na ito ay kilala bilang puwersang mapilit. Ang karagdagang pagtaas sa magnetic field ay hahantong sa pagbabaligtad ng magnetization ng ferromagnet sa kabaligtaran na direksyon.
Kapag ang lakas ng field ay umabot sa isang tiyak na halaga, ang materyal ay nagiging puspos, i.e. ang magnetic moment ay hindi na tumataas. Kapag ang field ay inalis, ang pagkakaroon ng natitirang sandali ay muling sinusunod, na maaaring muling alisin. Ang karagdagang pagtaas sa field ay humahantong sa pagpindot sa saturation point na may kabaligtaran na halaga.
Kaya, lumilitaw ang isang hysteresis loop sa graph, na ang simula ay bumaba sa mga zero na halaga ng patlang at sandali. Sa hinaharap, ang pinakaunang magnetization ay nagdudulot ng simula ng hysteresis loop mula sa zero at ang buong proseso ay magsisimulang mangyari ayon sa closed loop na iskedyul.
