histerezis nedir?

Herhangi bir elektromıknatısın çekirdeğinde, akım kapatıldıktan sonra, artık manyetizma adı verilen manyetik özelliklerin bir kısmı her zaman korunur. Kalan manyetizmanın büyüklüğü çekirdek malzemenin özelliklerine bağlıdır ve sertleştirilmiş çelik için daha yüksek, yumuşak demir için daha düşük bir değere ulaşır.

Bununla birlikte, demir ne kadar yumuşak olursa olsun, cihazın çalışma koşullarına göre çekirdeğini mıknatıslamak, yani sıfıra manyetikliği gidermek ve ters yönde mıknatıslamak gerekirse, artık manyetizmanın yine de bir etkisi olacaktır.

Aslında, elektromıknatısın bobinindeki akımın yönündeki her değişiklikle, (çekirdekte kalan manyetizmanın varlığından dolayı) önce çekirdeğin manyetikliğini gidermek gerekir ve ancak o zaman yeni bir şekilde mıknatıslanabilir. yön. Bu, ters yönde bir miktar manyetik akı gerektirecektir.

Başka bir deyişle, çekirdeğin mıknatıslanmasındaki değişiklik (manyetik indüksiyon) her zaman manyetik akıdaki karşılık gelen değişikliklerin gerisinde kalır (manyetik alan kuvveti), bobin tarafından oluşturulur.

Manyetik indüksiyonun manyetik alanın gücünden bu gecikmesine histerezis denir... Çekirdeğin her yeni mıknatıslanmasında, artık manyetizmasını yok etmek için, çekirdeğe zıt yönde bir manyetik akı ile etki etmek gerekir. yön.

Pratikte bu, moleküler mıknatısları yeni bir konuma döndürmeyi zorlaştıran zorlayıcı gücün üstesinden gelmek için elektrik enerjisinin bir kısmının harcanması anlamına gelir. Bunun için harcanan enerji demirde ısı şeklinde açığa çıkar ve manyetizasyon ters kayıplarını veya diğer adıyla histerezis kaybını temsil eder.

Yukarıdakilere dayanarak, belirli bir cihazda (jeneratörlerin ve elektrik motorlarının armatür çekirdekleri, trafo çekirdekleri) mıknatıslanmanın sürekli tersine çevrilmesine maruz kalan demir, her zaman çok küçük bir zorlayıcı kuvvetle yumuşak seçilmelidir. Bu, histerezis nedeniyle kayıpların azaltılmasını mümkün kılar ve böylece bir elektrikli makine veya cihazın verimini arttırır.

histerezis döngüsü

Histerezis döngüsü - mıknatıslanmanın dış alanın gücüne bağımlılığının seyrini gösteren bir eğri. Döngünün alanı ne kadar büyük olursa, mıknatıslanmayı tersine çevirmek için o kadar çok iş yapmanız gerekir.

Demir çekirdekli basit bir elektromıknatıs düşünelim. Bunu tam bir mıknatıslama döngüsünden geçirelim, bunun için mıknatıslama akımını duvar kağıdı yönlerinde sıfırdan Ω değerine değiştireceğiz.

İlk an: akım sıfır, demir manyetize değil, manyetik indüksiyon B = 0.

1. kısım: akımı 0'dan — + Ω değerine değiştirerek mıknatıslanma.Çekirdek demirdeki indüksiyon önce hızlı, sonra daha yavaş artacaktır. İşlemin sonunda, A noktasında, demir manyetik kuvvet hatlarına o kadar doygun hale gelir ki, akımı daha da artırmak (+ OM üzerinde) en önemsiz sonuçları verebilir, bu nedenle mıknatıslama işlemi tamamlanmış sayılabilir.

Doygunluğa manyetizasyon, çekirdekteki, manyetizasyon sürecinin başlangıcında tam bir durumda ve daha sonra yalnızca kısmi düzensizlik halinde olan moleküler mıknatısların, şimdi neredeyse hepsinin düzenli sıralar halinde düzenlendiği, kuzey kutupları bir tarafta, güney kutupları yan tarafta olduğu anlamına gelir. diğeri, neden şimdi çekirdeğin bir ucunda kuzey kutbuna, diğer ucunda ise güneye sahibiz?

2. kısım: akımın + OM'den 0'a düşürülmesi ve akım - OD'de tam demanyetizasyon nedeniyle manyetizmanın zayıflaması. AC eğrisi boyunca değişen manyetik indüksiyon, akım zaten sıfır iken OC değerine ulaşacaktır. Bu manyetik indüksiyon artık manyetizma veya artık manyetik indüksiyon olarak adlandırılır. Bu nedenle manyetikliği tamamen yok etmek için, elektromıknatısa ters akım vermek ve onu çizimdeki ordinat OD'ye karşılık gelen bir değere getirmek gerekir.

3. kısım: akımı - OD'den - OM1'e değiştirerek ters mıknatıslanma. DE eğrisi boyunca artan manyetik indüksiyon, doyma momentine karşılık gelen E noktasına ulaşacaktır.

4. kısım: akımı -OM1'den kademeli olarak sıfıra (artık manyetizma OF) düşürerek manyetizmanın zayıflaması ve ardından akımın yönünü değiştirerek ve + OH değerine getirerek manyetikliği giderme.

Beşinci kısım: akımı + OH'den + OM'ye değiştirerek manyetik indüksiyonu sıfırdan + MA'ya getiren birinci kısımdaki işleme karşılık gelen mıknatıslanma.

NSDemanyetizasyon akımı sıfıra düştüğünde, tüm temel veya moleküler mıknatıslar önceki düzensiz durumlarına geri dönmezler, ancak bazıları son mıknatıslanma yönüne karşılık gelen konumlarını korurlar. Bu manyetizma gecikmesi veya tutulması olgusuna histerezis denir.