Ka histeresis magnetike, ferroelektrike, dinamike, elastike. Gjendet gjithashtu në biologji, shkencë të tokës, ekonomi. Për më tepër, thelbi i këtij përkufizimi është pothuajse i njëjtë. Por artikulli do të fokusohet në magnetike, do të mësoni më shumë rreth këtij fenomeni, nga çfarë varet dhe kur shfaqet. Ky fenomen studiohet në universitete me fokus teknik, nuk është i përfshirë në kurrikulën shkollore, ndaj jo të gjithë e dinë për të.
Histereza magnetike
Kjo është një varësi e pakthyeshme dhe e paqartë e indeksit të magnetizimit të një lënde (dhe këto janë, si rregull, ferromagnetë të renditur magnetikisht) nga një fushë magnetike e jashtme. Në këtë rast, fusha po ndryshon vazhdimisht - zvogëlohet ose rritet. Arsyeja e përgjithshme për ekzistencën e histerezës është prania e një gjendjeje të paqëndrueshme dhe një gjendje të qëndrueshme në minimumin e potencialit termodinamik, dhe midis tyre ka edhe kalime të pakthyeshme. Hysteresis është gjithashtu një manifestim i një tranzicioni të fazës orientuese magnetike të rendit të parë. Me to ndodhin kalime nga një fazë në tjetrën për shkak të gjendjeve metastabile. Karakteristikë është një grafik, i cili quhet "lak i histerezës". Ndonjëherë quhet edhe "kurba e magnetizimit".
Cak i histerezës
Në grafikun e M kundrejt H mund të shihni:
- Nga gjendja zero, në të cilën M=0 dhe H=0, me një rritje në H, rritet edhe M.
- Kur fusha rritet, magnetizimi bëhet pothuajse konstant dhe i barabartë me vlerën e ngopjes.
- Kur H zvogëlohet, ndodh ndryshimi i kundërt, por kur H=0, magnetizimi M nuk do të jetë i barabartë me zero. Ky ndryshim mund të shihet nga kurba e demagnetizimit. Dhe kur H=0, M merr një vlerë të barabartë me magnetizimin e mbetur.
- Ndërsa H rritet në intervalin –Hm… +Hm, magnetizimi ndryshon përgjatë kurbës së tretë.
- Të tre kthesat që përshkruajnë proceset janë të lidhura dhe formojnë një lloj laku. Është ajo që përshkruan fenomenin e histerezës - proceset e magnetizimit dhe demagnetizimit.
Energjia e magnetizimit
Një lak konsiderohet asimetrik në rastin kur maksimumet e fushës H1, të cilat aplikohen në drejtimin e kundërt dhe të përpara, nuk janë të njëjta. Një lak është përshkruar më sipër, i cili është karakteristik për një proces të ngadalshëm të kthimit të magnetizimit. Me to ruhen marrëdhëniet kuazi-ekuilibër midis vlerave të H dhe M. Është e nevojshme t'i kushtohet vëmendje faktit qëse gjatë magnetizimit ose demagnetizimit M mbetet pas H. Dhe kjo shpie në faktin se e gjithë energjia që fitohet nga materiali ferromagnetik gjatë magnetizimit nuk bartet plotësisht gjatë ciklit të çmagnetizimit. Dhe ky ndryshim shkon e gjitha në ngrohjen e ferromagnetit. Dhe laku i histerezës magnetike rezulton të jetë asimetrik në këtë rast.
Forma e lakut
Forma e lakut varet nga shumë parametra - magnetizimi, forca e fushës, prania e humbjeve, etj. Përbërja kimike e ferromagnetit, gjendja e tij strukturore, temperatura, natyra dhe shpërndarja e defekteve, prania e përpunimi (termik, termomagnetik, mekanik). Prandaj, histereza e feromagneteve mund të ndryshohet duke i nënshtruar materialet në përpunim mekanik. Kjo ndryshon të gjitha karakteristikat e materialit.
humbje histereze
Gjatë rimagnetizimit dinamik të një ferromagneti nga një fushë magnetike alternative, vërehen humbje. Për më tepër, ato përbëjnë vetëm një pjesë të vogël të humbjeve totale magnetike. Nëse sythe kanë të njëjtën lartësi (të njëjtën vlerë maksimale të magnetizimit M), laku i tipit dinamik është më i gjerë se ai statik. Kjo për faktin se humbjeve të reja u shtohen të gjitha humbjeve. Këto janë humbje dinamike, ato zakonisht shoqërohen me rrymë vorbull, viskozitet magnetik. Si përmbledhje, përftohen humbje mjaft domethënëse të histerezës.
Feromagnet me një domen të vetëm
BNëse grimcat kanë madhësi të ndryshme, ndodh procesi i rrotullimit. Kjo ndodh sepse formimi i domeneve të reja është i pafavorshëm nga pikëpamja energjetike. Por procesi i rrotullimit të grimcave pengohet nga anizotropia (magnetike). Mund të ketë një origjinë të ndryshme - të formohet në vetë kristal, të lindë për shkak të stresit elastik, etj.). Por është pikërisht me ndihmën e kësaj anizotropie që magnetizimi mbahet nga fusha e brendshme. Quhet gjithashtu fusha e anizotropisë magnetike efektive. Dhe histereza magnetike lind për faktin se magnetizimi ndryshon në dy drejtime - përpara dhe mbrapa. Gjatë rimagnetizimit të ferromagneteve me një domen, ndodhin disa kërcime. Vektori i magnetizimit M kthehet drejt fushës H. Për më tepër, kthesa mund të jetë uniforme ose jo uniforme.
Feromagnet me shumë domene
Në to, kurba e magnetizimit është ndërtuar në mënyrë të ngjashme, por proceset janë të ndryshme. Gjatë kthimit të magnetizimit, kufijtë e domenit ndryshojnë. Prandaj, një nga shkaqet e histerezës mund të jetë vonesa në zhvendosjet e kufijve, si dhe kërcimet e pakthyeshme. Ndonjëherë (nëse ferromagnetët kanë një fushë mjaft të madhe), histereza magnetike përcaktohet nga vonesa në rritje dhe formimi i bërthamave të kthimit të magnetizimit. Është nga këto bërthama që formohet struktura e domenit të substancave ferromagnetike.
Teoria e histerezës
Duhet pasur parasysh se fenomeni i histerezës magnetike ndodh edhe kur fusha H rrotullohet, dhe jo vetëm kur ajo ndryshon në shenjë dhemadhësia. Kjo quhet histereza e rrotullimit magnetik dhe korrespondon me ndryshimin e drejtimit të magnetizimit M me ndryshimin e drejtimit të fushës H. Shfaqja e histerezës së rrotullimit magnetik vërehet edhe kur kampioni rrotullohet relativ. në fushën fikse H.
Lakorja e magnetizimit karakterizon gjithashtu strukturën magnetike të domenit. Struktura ndryshon gjatë kalimit të proceseve të kthimit të magnetizimit dhe magnetizimit. Ndryshimet varen nga zhvendosja e kufijve të domenit dhe nga efektet e një fushe magnetike të jashtme. Absolutisht çdo gjë që mund të vonojë të gjitha proceset e përshkruara më sipër i vendos ferromagnetët në një gjendje të paqëndrueshme dhe shkakton histerezë magnetike.
Duhet pasur parasysh se histereza varet nga shumë parametra. Magnetizimi ndryshon nën ndikimin e faktorëve të jashtëm - temperatura, stresi elastik, prandaj, ndodh histereza. Në këtë rast, një histerezë shfaqet jo vetëm në magnetizimin, por edhe në të gjitha ato veti nga të cilat varet. Siç shihet nga këtu, fenomeni i histerezës mund të vërehet jo vetëm gjatë magnetizimit të materialit, por edhe gjatë proceseve të tjera fizike që lidhen drejtpërdrejt ose tërthorazi me të.
