คำว่า hysteresis ได้รับการแนะนำมาจากคำภาษากรีกโบราณซึ่งความหมายนี้หมายถึง 'ล้าหลัง' หรือ 'ความไม่เพียงพอ' คำว่า Magnetic hysteresis ก่อตั้งขึ้นในปี พ.ศ. 2433 โดยนักวิทยาศาสตร์ James Alfred Ewing เพื่อให้ทราบถึงประสิทธิภาพและการนำไฟฟ้าของสารแม่เหล็ก ก่อนปีพ. ศ. 2433 งานเกี่ยวกับแนวคิดนี้ ฮิสเทอรีซิส ในเครือข่ายเชิงกลดำเนินการโดย James Maxwell ดังนั้นแบบจำลองที่พัฒนาจากฮิสเทรีซิสจึงมีความหมายมากขึ้นในงานที่เกี่ยวข้องกับการดูดซับและแม่เหล็ก จากนั้นการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์ของฮิสเทรีซิสแม่เหล็กเป็นที่รู้จักในช่วงปี 1970 โดย Mark Krasnosel และทีมงานของเขา และตอนนี้บทความของเราจะอธิบายถึงฮิสเทอรีซิสแม่เหล็กเส้นโค้ง B-H พฤติกรรมและการใช้งาน
Magnetic Hysteresis คืออะไร?
นี่คือปรากฏการณ์ของความหนาแน่นของแม่เหล็ก 'B' ซึ่งล่าช้าตามแรงแม่เหล็ก 'H' ซึ่งเกิดขึ้นในสารแม่เหล็กเรียกว่า 'Magnetic Hysteresis' เพื่อความชัดเจนมันสามารถอธิบายได้ว่าเมื่อสารแม่เหล็กอยู่ภายใต้การดึงดูดเป็นครั้งแรกและในอีกวิธีหนึ่งซึ่งจะทำให้การทำให้เป็นแม่เหล็กครบรอบหนึ่งรอบจากนั้นจะพัฒนาความหนาแน่นของฟลักซ์ที่ล้าหลังแรงแม่เหล็ก
วัสดุแม่เหล็ก
สำหรับสารแม่เหล็กเช่นเหล็กแม้ว่าจะไม่ได้อยู่ภายใต้สนามแม่เหล็ก แต่ก็ยังคงการจัดตำแหน่งบางส่วนไว้ ในการทำให้ไม่เป็นแม่เหล็กจำเป็นต้องใช้ความร้อนหรือสนามแม่เหล็กในทิศทางย้อนกลับ มีสารแม่เหล็กหลายประเภทเช่น para, dia, Ferro และ anti- แม่เหล็กไฟฟ้า วัสดุ ด้วยสาร ferromagnetic สามารถพัฒนา hysteresis loop ได้อย่างง่ายดาย
Magnetic Hysteresis Loop
ห่วงฮิสเทอรีซิสกำหนดความสัมพันธ์ที่มีอยู่ระหว่างสนามแม่เหล็กและจำนวนผลการดึงดูด ในช่วงเวลาของการปรับเปลี่ยนสนามแม่เหล็กภายนอกในวัสดุเฟอร์ริติกจะมีการพัฒนาห่วงฮิสเทรีซิส กราฟด้านล่างอธิบายตำแหน่งและการวิเคราะห์โดยละเอียด
ห่วง Hysteresis
ลูปถูกสร้างขึ้นในขณะที่วัดค่า B สำหรับค่า H หลายค่าและหากค่าเหล่านี้แสดงเป็นรูปแบบกราฟิกก็จะสร้างลูป ที่นี่
- ค่าของ 'B' จะเพิ่มขึ้นเมื่อค่า 'H' เพิ่มขึ้นพร้อมกัน
- การเพิ่มผลกระทบของสนามแม่เหล็กจะช่วยเพิ่มค่าแม่เหล็กและในตอนท้ายมันจะมาถึงจุด ‘A’ ซึ่งเรียกว่าจุดอิ่มตัวโดยที่ ‘B’ คงที่
- ด้วยการลดจำนวนสนามแม่เหล็กผลกระทบของแม่เหล็กจะลดลงด้วย แต่ค่า ‘B’ และ ‘H’ นั้นใกล้เคียงกันซึ่งก็คือ ‘0’ สารแม่เหล็กมีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็กเพียงเล็กน้อยและถูกกำหนดให้เป็นแม่เหล็กตกค้างหรือเป็นค่าความคงตัว
- และเมื่อผลของสนามแม่เหล็กลดลงคุณสมบัติของแม่เหล็กก็จะลดลงเช่นกัน และที่ 'C' วัสดุจะถูกล้างแม่เหล็กทั้งหมดและมีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็กเป็นศูนย์
- ขั้นตอนทิศทางไปข้างหน้าและย้อนกลับทั้งสองนี้ทำให้ครบรอบหนึ่งรอบและสร้างลูปที่เรียกว่าห่วงฮิสเทรีซิส
การสะกดจิตหรือ B-H Curve
ด้วยทฤษฎีพื้นฐานข้างต้นเราเห็นได้ชัดว่าเส้นโค้งฮิสเทรีซิสแม่เหล็กนั้นแตกต่างกันสำหรับวัสดุประเภทต่างๆ จากภาพด้านล่างพบว่าความหนาแน่นของฟลักซ์จะเพิ่มขึ้นตามความแรงของสนามจนกระทั่งถึงค่าที่เฉพาะเจาะจงและหลังจากจุดนี้ความหนาแน่นของฟลักซ์จะคงที่แม้ว่าความแรงของสนามจะยังคงเพิ่มขึ้น
สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากสาเหตุที่มีข้อ จำกัด ในไฟล์ ฟลักซ์ ปริมาณความหนาแน่นที่แกนกลางอาจพัฒนาขึ้นได้เนื่องจากโดเมนทั้งหมดที่มีอยู่ในสารเหล็กนั้นอยู่ในแนวเดียวกัน หลังจากนี้จะไม่มีผลกระทบต่อ 'M' และในกราฟจุดที่ความหนาแน่นของฟลักซ์อยู่ที่ค่าสูงสุดจะเรียกว่าความอิ่มตัวของแม่เหล็ก
ความอิ่มตัวเกิดขึ้นเนื่องจากการจัดตำแหน่งแบบสุ่มของการจัดเรียงโมเลกุลภายในสารแกนกลางและสิ่งนี้จะปรับเปลี่ยนอนุภาคขนาดเล็กภายในสารเพื่อให้ได้การจัดตำแหน่งที่แน่นอน เมื่อค่าของ ‘H’ เพิ่มขึ้นจะมีการจัดเรียงอนุภาคโมเลกุลที่สมบูรณ์แบบมากขึ้นจนกว่าจะถึงเพื่อพัฒนาความหนาแน่นของฟลักซ์ที่เพิ่มขึ้น และยังเพิ่มความแรงของสนามแม่เหล็กเนื่องจากการเพิ่มประสิทธิภาพของไฟฟ้า ปัจจุบัน เวลข้ามขดลวดจะไม่แสดงผล
Magnetic Hysteresis Loops สำหรับวัสดุอ่อนและแข็ง
ผลลัพธ์ของฮิสเทอรีซิสแม่เหล็กคือการกระจายพลังงานที่ไม่ได้ใช้ในรูปแบบความร้อนซึ่งพลังงานที่กระจายอยู่ในสัดส่วนเชิงเส้นตรงกับขอบเขตของห่วงฮิสเทรีซิส การสูญเสียที่พัฒนาขึ้นเนื่องจากฮิสเทรีซิสแม่เหล็กยังแสดงให้เห็นถึงผลกระทบต่อประเภทการสลับของ หม้อแปลง ที่ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงบ่อยครั้งในทิศทางปัจจุบัน ด้วยเหตุนี้ขั้วแม่เหล็กในวัสดุแกนกลางจึงสร้างความสูญเสียเมื่อกลับทิศทางอย่างต่อเนื่อง ภาพด้านล่างแสดงถึงห่วงฮิสเทอรีซิสทั้งในวัสดุที่อ่อนและแข็ง
ในแม่เหล็กอ่อน
วนในแม่เหล็กอ่อน
ในแม่เหล็กแข็ง
Hysteresis Curve ในแม่เหล็กแข็ง
ขดลวดหมุนเวียนที่มีอยู่ในระบบ DC จะทำให้เกิดการสูญเสียฮิสเทรีซิสเนื่องจากมีทางเดินต่อเนื่องผ่านขั้วแม่เหล็กใต้และเหนือ ตามที่ระบุไว้แล้วว่ากราฟลูปฮิสเทรีซิสขึ้นอยู่กับพฤติกรรมของวัสดุแม่เหล็กที่ใช้
แม่เหล็กตกค้าง
จากห่วงแม่เหล็ก hysteresis ปริมาณความหนาแน่นของฟลักซ์ที่คงไว้โดยสารแม่เหล็กเรียกว่าเป็นแม่เหล็กตกค้าง และปริมาณของการบำรุงรักษาเรียกว่าเป็นสารกักเก็บ
บังคับบีบบังคับ
จำนวนของแรงแม่เหล็กที่จำเป็นในการลบคุณสมบัติแม่เหล็กที่เหลืออยู่ออกจากวัสดุเรียกว่าแรงบีบบังคับ ในการสิ้นสุดฮิสเทรีซิสลูปแรงแม่เหล็ก ‘H’ จะได้รับการปรับปรุงมากขึ้นในทิศทางตรงกันข้ามจนกว่าจะถึงจุดอิ่มตัว และค่าของ 'H' จะถึงศูนย์และลูปจะมาถึงเส้นทาง 'de' โดยที่เส้นทาง 'oe' เป็นสมบัติแม่เหล็กตกค้างเมื่อเส้นทางอยู่ในทิศทางตรงกันข้าม
ผลลัพธ์ของฮิสเทรีซิสแม่เหล็กในการหลีกเลี่ยงพลังงานที่สูญเปล่าเช่นเดียวกับในรูปแบบความร้อน พลังงานที่กระจายไปนั้นสัมพันธ์กับขอบเขตของห่วงฮิสเทรีซิส โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีวัสดุแม่เหล็กสองชนิดอยู่ที่นั่น วัสดุแม่เหล็กอ่อน และ วัสดุแม่เหล็กแข็ง .
การใช้งาน
บางส่วนของ การประยุกต์ใช้ hysteresis แม่เหล็ก คือ:
เนื่องจากสารแม่เหล็กมีช่วงของห่วงฮิสเทรีซิสที่ขยายออกไปจึงมีการใช้งานในอุปกรณ์เช่น
- ฮาร์ดดิสก์
- อุปกรณ์บันทึกเสียง
- เทปแม่เหล็ก
- บัตรเครดิต
นอกจากนี้ยังมีสารลูปฮิสเทรีซิสแม่เหล็กที่หดตัวและใช้ใน
ใช้ในการลดการเคลื่อนที่เชิงมุมของดาวเทียมในวงโคจรของโลกที่น้อยที่สุดเนื่องจากการถือกำเนิดของยุคอวกาศ
และสุดท้ายนี่คือทั้งหมดที่เกี่ยวกับแนวคิดของฮิสเทรีซิสแม่เหล็ก ในบทความนี้เราได้เรียนรู้เกี่ยวกับห่วงฮิสเทอรีซิสเส้นโค้ง B-H แม่เหล็กตกค้างแรงบีบบังคับและความแตกต่างของลูปสำหรับสารแม่เหล็กอ่อนและแข็งและการใช้งานอย่างไร เป็นสิ่งสำคัญเพิ่มเติมที่จะต้องรู้ว่าคืออะไร ความสำคัญของห่วงฮิสเทรีซิส เหรอ?
