Yra histerezės magnetinė, feroelektrinė, dinaminė, elastinė. Jis taip pat aptinkamas biologijoje, dirvožemio moksle, ekonomikoje. Be to, šio apibrėžimo esmė beveik ta pati. Tačiau straipsnyje daugiausia dėmesio bus skiriama magnetui, sužinosite daugiau apie šį reiškinį, nuo ko jis priklauso ir kada jis pasireiškia. Šis reiškinys universitetuose tiriamas techniniu požiūriu, jis neįtrauktas į mokyklų programas, todėl ne visi apie tai žino.
Histerezė magnetinė
Tai yra negrįžtama ir dviprasmiška medžiagos įmagnetinimo indekso (ir tai, kaip taisyklė, magnetiškai išdėstyti feromagnetai) priklausomybė nuo išorinio magnetinio lauko. Šiuo atveju laukas nuolat kinta – mažėja arba didėja. Bendra histerezės egzistavimo priežastis yra nestabilios būsenos ir stabilios būsenos buvimas esant minimaliam termodinaminiam potencialui, taip pat tarp jų yra negrįžtamų perėjimų. Histerezė taip pat yra pirmosios eilės magnetinės orientacinės fazės perėjimo pasireiškimas. Su jais perėjimai iš vienos fazės į kitą vyksta dėl metastabilių būsenų. Charakteristika yra grafikas, vadinamas "histerezės kilpa". Kartais ji taip pat vadinama „įmagnetinimo kreive“.
Histerezės kilpa
M ir H diagramoje galite matyti:
- Iš nulinės būsenos, kurioje M=0 ir H=0, didėjant H, M taip pat auga.
- Kai laukas didėja, įmagnetinimas tampa beveik pastovus ir lygus soties vertei.
- Kai H mažėja, įvyksta priešingas pokytis, bet kai H=0, įmagnetinimas M nebus lygus nuliui. Šis pokytis matomas iš išmagnetinimo kreivės. Ir kai H=0, M įgyja reikšmę, lygią liekamajam įmagnetinimui.
- Kai H didėja diapazone –Hm… +Hm, įmagnetinimas keičiasi išilgai trečios kreivės.
- Visos trys kreivės, apibūdinančios procesus, yra sujungtos ir sudaro tam tikrą kilpą. Būtent ji aprašo histerezės fenomeną – įmagnetinimo ir išmagnetinimo procesus.
Magnetizacijos energija
Kilpa laikoma asimetriška tuo atveju, kai H1 lauko maksimumai, taikomi atbuline ir pirmyn kryptimis, nėra vienodi. Aukščiau buvo aprašyta kilpa, kuri būdinga lėtam įmagnetinimo apsisukimo procesui. Su jais išsaugomi pusiausvyros santykiai tarp H ir M reikšmių. Būtina atkreipti dėmesį į tai, kadkad įmagnetinimo ar išmagnetinimo metu M atsilieka nuo H. O tai veda prie to, kad visa energija, kurią įmagnetinimo metu įgyja feromagnetinė medžiaga, per išmagnetinimo ciklą neperduoda visiškai. Ir šis skirtumas susijęs su feromagneto šildymu. Ir magnetinė histerezės kilpa šiuo atveju pasirodo esanti asimetrinė.
Kilpos forma
Kilpos forma priklauso nuo daugelio parametrų – įmagnetinimo, lauko stiprumo, nuostolių buvimo ir kt. Cheminė feromagneto sudėtis, jo struktūrinė būsena, temperatūra, defektų pobūdis ir pasiskirstymas, apdorojimas (terminis, termomagnetinis, mechaninis). Todėl feromagnetų histerezę galima pakeisti mechaniškai apdorojant medžiagas. Tai pakeičia visas medžiagos savybes.
Histerezės praradimas
Dinamiškai permagnetinant feromagnetą kintamuoju magnetiniu lauku, pastebimi nuostoliai. Be to, jie sudaro tik nedidelę visų magnetinių nuostolių dalį. Jei kilpos yra vienodo aukščio (ta pati didžiausia įmagnetinimo M vertė), dinaminio tipo kilpa yra platesnė nei statinė. Taip yra dėl to, kad prie visų nuostolių pridedami nauji nuostoliai. Tai dinaminiai nuostoliai, dažniausiai jie siejami su sūkurine srove, magnetiniu klampumu. Apibendrinant, gaunami gana dideli histerezės nuostoliai.
Vieno domeno feromagnetai
BJei dalelės yra skirtingo dydžio, vyksta sukimosi procesas. Taip atsitinka todėl, kad naujų sričių formavimasis yra nepalankus energetiniu požiūriu. Tačiau dalelių sukimosi procesui trukdo anizotropija (magnetinė). Jis gali turėti skirtingą kilmę – susiformuoti pačiame kristale, atsirasti dėl tamprios įtampos ir pan.). Bet kaip tik šios anizotropijos pagalba įmagnetinimą palaiko vidinis laukas. Jis taip pat vadinamas efektyviuoju magnetiniu anizotropiniu lauku. O magnetinė histerezė atsiranda dėl to, kad įmagnetinimas keičiasi dviem kryptimis – pirmyn ir atgal. Vieno domeno feromagnetų permagnetinimo metu įvyksta keli šuoliai. Įmagnetinimo vektorius M pasisuka link lauko H. Be to, posūkis gali būti vienodas arba netolygus.
Kelių domenų feromagnetai
Juose magnetizacijos kreivė sudaryta panašiai, tačiau procesai skiriasi. Keičiant įmagnetinimą, srities ribos pasislenka. Todėl viena iš histerezės priežasčių gali būti ribų poslinkių vėlavimas, taip pat negrįžtami šuoliai. Kartais (jei feromagnetai turi gana didelį lauką) magnetinę histerezę lemia augimo vėlavimas ir įmagnetinimo apsisukimo branduolių susidarymas. Būtent iš šių branduolių susidaro feromagnetinių medžiagų domeninė struktūra.
Histerezės teorija
Reikėtų atsižvelgti į tai, kad magnetinės histerezės reiškinys taip pat atsiranda, kai sukasi laukas H, o ne tik tada, kai jis keičiasi ženklu irdydis. Tai vadinama magnetinio sukimosi histereze ir atitinka įmagnetinimo M krypties pokytį, pasikeitus lauko H krypčiai. Magnetinio sukimosi histerezės atsiradimas taip pat stebimas, kai bandinys pasukamas santykiškai. į fiksuotą lauką H.
Įmagnetinimo kreivė taip pat apibūdina domeno magnetinę struktūrą. Struktūra keičiasi vykstant įmagnetinimo ir įmagnetinimo apsisukimo procesams. Pokyčiai priklauso nuo to, kiek pasislenka domeno ribos, ir nuo išorinio magnetinio lauko poveikio. Visiškai viskas, kas gali atitolinti visus aukščiau aprašytus procesus, feromagnetai tampa nestabilios būsenos ir sukelia magnetinę histerezę.
Reikėtų atsižvelgti į tai, kad histerezė priklauso nuo daugelio parametrų. Įmagnetinimas kinta veikiant išoriniams veiksniams – temperatūrai, elastiniam įtempimui, todėl atsiranda histerezė. Tokiu atveju histerezė atsiranda ne tik įmagnetinant, bet ir visose tose savybėse, nuo kurių ji priklauso. Kaip matyti iš čia, histerezės reiškinys gali būti stebimas ne tik medžiagos įmagnetinimo metu, bet ir kitų fizinių procesų, tiesiogiai ar netiesiogiai su ja susijusių, metu.
