Histereza pomeni ' zaostajanje ” je lastnost feromagnetnih materialov, zaradi katere je magnetni tok zaostal v feromagnetnem materialu po odstranitvi magnetnega polja iz njih. Ko se to zunanje magnetno polje odstrani, se večina atomov, ki ostanejo v svojem magnetnem stanju in materialu, magnetizira. Ta pojav se imenuje histereza.
Histerezna zanka in B-H krivulja
Graf sile magnetiziranja H in gostote pretoka B je krivulja štirih kvadrantov in ta krivulja se imenuje krivulja B-H. Ta grafični prikaz nam pove o različnih magnetnih lastnostih materiala, kot so prepustnost, prisila, odpor in preostali tok.
Upoštevajte magnetni material kot jedro tuljave. Pri uporabi enosmernega napajanja prek spremenljivega upora se tok skozi tuljavo ustrezno spreminja. Sila magnetiziranja je neposredno sorazmerna s tokom in podana z:
Kjer je H sila magnetiziranja. S povečanjem toka I se poveča magnetna sila H in s tem poveča gostota magnetnega pretoka B. Pri določeni vrednosti B se vsi atomi v materialu jedra poravnajo v smeri magnetnega polja in popolnoma namagnetijo. To točko imenujemo točka nasičenja in pri nadaljnjem povečevanju toka se magnetizacija ne spremeni.
Če prekinemo napajanje, se tok I in magnetna sila H zmanjšata na nič, vendar nekateri atomi v materialu jedra ostanejo poravnani in kažejo magnetizem v materialu. Ta lastnost materiala jedra, da ostane magnetiziran po odstranitvi sile magnetiziranja, se imenuje ' Zadrževanje ”.
B-H krivulja
Od 0 do a
Ob vključitvi napajanja se tok v tuljavi spremeni od nič do neke določene vrednosti, poveča se magnetna sila H in s tem se poveča magnetni pretok B, oba pa sledita poti 0-a na grafu. Pri določeni vrednosti magnetnega pretoka B se vsi atomi namagnetijo in pri nadaljnjem delovanju magnetnega polja ni sprememb v atomih materiala jedra. Ta največja gostota pretoka je Bmax, magnetna sila pa je Hmax .
Od a do b
Zdaj, ko se tok zmanjša, se magnetna sila H zmanjša in s tem se zmanjša magnetni pretok B. Toda v tem primeru B in H ne sledita prejšnji poti, namesto tega sledita poti ' a-b ” v grafu.
Na točki ' b ” tok I in magnetna sila H sta enaka nič, vendar B ni nič, to zaostajanje B za H se imenuje histereza in ta vrednost gostote magnetnega pretoka B, ki zaostaja za H, se imenuje preostali magnetizem Br.
Od b do c
Ko se smer toka obrne, se H obrne in vrednost Br se po kopeli zmanjša. b-c ”. Na točki ' c ”, Br postane nič. Negativna vrednost ' H ” v točki c, kjer je vrednost B enaka nič, se imenuje “ Prisilna sila ”.
Od c do d
Pri nadaljnjem povečanju toka v obratni smeri se H in B obrneta in sledita poti ' c-d ” in pri določeni vrednosti povratnega toka vrednost B postane največja v obratni smeri in nasičenje se pojavi v točki “ b ”.
Od d do e
Zdaj, če se tok poveča z negativne vrednosti na nič, se H poveča. Na točki ' je ” tako tok I kot magnetna sila postaneta nič, vendar B ni nič in ima določeno negativno vrednost. Točka ' je ” v grafu daje negativno vrednost preostalega magnetizma (-Br).
Od e do f
S povečanjem vrednosti toka se poveča vrednost H. B in H sledita poti ' e-f ”. Na točki ' f ” tako tok I kot magnetna sila H imata določeno vrednost, vendar je B enak nič.
Od f do a
Spet pri nadaljnjem povečanju toka I se vrednost H in B povečata in sledita poti 'f-a' . Na točki ' a ” spet pride do nasičenja in vsi atomi v materialu jedra se magnetizirajo in poravnajo v smeri magnetnega polja.
Histerezna zanka
Ta graf med gostoto magnetnega pretoka B in silo magnetiziranja H se imenuje krivulja B-H in zaprta pot, ki ji sledita B in H, ko se tok spremeni iz nič v pozitivno, pozitivno v nič, nič v negativno, negativno v nič in spet nič v pozitivno se imenuje histerezna zanka.
Različni feromagnetni materiali dajejo različno velikost in obliko histerezne zanke. Mehki feromagnetni material daje ozko histerezno zanko in jih je mogoče zlahka magnetizirati in razmagnetiti ter so primerni za uporabo v transformatorjih.
Zadrževanje
Zadrževanje je lastnost katerega koli materiala, s katero ohrani magnetizacijo po odstranitvi induciranega magnetnega polja.
Prisilnost
Moč magnetnega polja, uporabljenega v obratni smeri, ki je potrebna za popolno razmagnetenje materiala, je znana koercitivnost. Prisilno silo je treba uporabiti za popolno razmagnetenje materiala po odstranitvi toka. Na njem poteka delo, energija pa se odvaja iz materiala v obliki toplote. Toplota se je odvajala od materiala; je znana kot histerezna izguba, podana s Hc na krivulji B-H.
Zaključek
Magnetni tok, ki zaostaja v feromagnetnem materialu po odstranitvi magnetnega polja iz njih, se imenuje histereza. Za popolno razmagnetenje feromagnetnega materiala je potrebna sila, imenovana prisilna sila, na njej pa se izvaja delo, ki povzroči razpršitev toplote v njem. Grafična predstavitev med silo magnetiziranja H in gostoto magnetnega pretoka B daje krivuljo B-H, zaprta pot, ki ji sledita B in H, pa se imenuje histerezna zanka.