La parola isteresi è stata introdotta da una parola del greco antico in cui il significato si riferisce a 'ritardo' o 'inadeguatezza'. Il termine isteresi magnetica è stato fondato nell'anno 1890 dallo scienziato James Alfred Ewing per conoscere le prestazioni e la conduttività delle sostanze magnetiche. Prima del 1890, il lavoro su questo concetto di isteresi nelle reti meccaniche è stata eseguita da James Maxwell. Di conseguenza, i modelli sviluppati dall'isteresi hanno acquisito maggiore significato nei lavori relativi all'assorbimento e al magnetismo. Quindi, l'analisi matematica dell'isteresi magnetica era conosciuta nel periodo degli anni '70 da Mark Krasnosel e dal suo team. E ora il nostro articolo spiega l'isteresi magnetica, la curva B-H, il suo comportamento e le applicazioni.
Cos'è l'isteresi magnetica?
Questo è il fenomeno della densità di magnetizzazione 'B' che è in ritardo rispetto alla forza magnetica 'H' che si verifica in una sostanza magnetica è chiamata 'isteresi magnetica'. Per essere chiari, si può spiegare come quando una sostanza magnetica è sotto magnetizzazione per la prima volta e poi in un altro modo, che completa un ciclo completo di magnetizzazione, allora si sviluppa una densità di flusso che è in ritardo rispetto alla forza di magnetizzazione.
Materiale magnetico
Per le sostanze magnetiche come il ferro, anche quando non sono sotto il campo magnetico, una parte dell'allineamento verrà mantenuta. Per renderli non magnetizzati, è necessaria l'applicazione di calore o campo magnetico nella direzione opposta. Esistono vari tipi di sostanze magnetiche come para, dia, Ferro e anti- ferromagnetico materiali. Con le sostanze ferromagnetiche, il ciclo di isteresi può essere facilmente sviluppato.
Ciclo di isteresi magnetica
Il ciclo di isteresi definisce la relazione che esiste tra il campo magnetizzante e la quantità di effetto di magnetizzazione. Al momento della modifica del campo magnetico esterno in un materiale ferromagnetico, verrà sviluppato il ciclo di isteresi. Il grafico sottostante descrive le posizioni e l'analisi dettagliata.
Ciclo di isteresi
Il loop si forma misurando B per più valori H e se questi valori sono delineati come forma grafica, allora forma un loop. Qui,
- Il valore di 'B' aumenta quando viene contemporaneamente aumentato il valore 'H'.
- Aumentando l'impatto del campo magnetico si aumenta il valore del magnetismo e alla fine si arriva al punto 'A', che viene definito come punto di saturazione in cui 'B' rimane costante.
- Diminuendo la quantità di campo magnetico, diminuisce anche l'impatto del magnetismo. Ma i valori 'B' e 'H' sono simili che è '0', la sostanza magnetica ha poche proprietà di magnetismo e questo è definito come magnetismo residuo o come ritenzione.
- E quando si verifica un calo dell'effetto di un campo magnetico, anche la proprietà del magnetismo diminuirà. E in 'C', il materiale viene completamente smagnetizzato e ha zero proprietà magnetiche.
- Entrambe queste procedure di direzione avanti e indietro completano un intero ciclo e formano un ciclo che viene definito come un ciclo di isteresi.
Magnetizzazione o curva B-H
Con la teoria di base di cui sopra, siamo chiari che le curve di isteresi magnetica sono diverse per diversi tipi di materiali. Dall'immagine sottostante, è stato osservato che la densità del flusso aumenta in modo corrispondente all'intensità del campo fino a raggiungere un valore specifico e dopo questo punto la densità del flusso rimane costante, anche la forza del campo continua ad aumentare.
Ciò accade perché esiste una restrizione su flusso quantità di densità che potrebbe essere sviluppata dal nucleo poiché gli interi domini presenti nella sostanza di ferro sono esattamente allineati. Dopodiché, non mostra alcun impatto su 'M' e nel grafico il punto in cui la densità di flusso è al valore massimo viene definito saturazione magnetica.
La saturazione si sviluppa a causa dell'allineamento casuale della disposizione delle molecole all'interno della sostanza centrale e questo modifica le piccole particelle all'interno della sostanza per ottenere un allineamento esatto. Quando il valore di 'H' aumenta, ci sarà una disposizione più perfetta delle particelle molecolari fino a quando non raggiungeranno lo sviluppo di una maggiore densità di flusso. E anche aumentare l'intensità del campo magnetico a causa del miglioramento in elettrico attuale vale attraverso la bobina non mostrerà alcun effetto
Cicli di isteresi magnetica per materiali morbidi e duri
Il risultato dell'isteresi magnetica è la dissipazione di energia inutilizzata nella forma di calore in cui l'energia dissipata è in proporzione lineare all'estensione del ciclo di isteresi. Le perdite sviluppate a causa dell'isteresi magnetica mostrano anche l'effetto sul tipo alternato di trasformatori dove c'è frequente variazione nella direzione corrente. Per questo motivo, i poli magnetici nel materiale del nucleo creano perdite mentre invertono continuamente la loro direzione. Le immagini sottostanti mostrano il ciclo di isteresi nei materiali sia morbidi che duri.
In morbido magnete
Loop in Soft Magnet
In magnete duro
Curva di isteresi in magnete duro
Le bobine rotanti presenti nei sistemi CC svilupperanno anche perdite di isteresi poiché hanno un passaggio continuo attraverso il polo magnetico sud e nord. Come già affermato, il grafico del ciclo di isteresi si basa sul comportamento del materiale magnetico che viene utilizzato.
Magnetismo residuo
Dal ciclo di isteresi magnetica, la quantità di densità di flusso mantenuta dalla sostanza magnetica viene definita magnetismo residuo. E la quantità di mantenimento è chiamata come ritenzione della sostanza.
Forza coercitiva
La quantità di forza magnetizzante necessaria per rimuovere la proprietà magnetica rimanente dal materiale è definita forza coercitiva. Per terminare il ciclo di isteresi, la forza magnetica 'H' viene potenziata maggiormente nella direzione opposta fino a raggiungere un punto di saturazione. E il valore di 'H', raggiungerà lo zero e il loop arriva al percorso 'de', dove il percorso 'oe' è la proprietà magnetica residua quando il percorso è nella direzione opposta.
L'isteresi magnetica risulta nell'intemperanza dell'energia sprecata come nella forma del calore. L'energia dissipata è relativa all'estensione del ciclo di isteresi. Soprattutto esistono due tipi di materiale magnetico dove si trovano materiale magnetico morbido e materiale magnetico duro .
Applicazioni
Alcuni dei applicazioni dell'isteresi magnetica siamo:
Poiché le sostanze magnetiche hanno una gamma estesa di cicli di isteresi, questi sono implementati nei dispositivi come
- Disco rigido
- Dispositivi di registrazione audio
- Nastri magnetici
- Carte di credito
Inoltre, esistono sostanze del ciclo di isteresi magnetica ristretta e queste vengono utilizzate in
Impiegato per smorzare il movimento angolare dei satelliti nell'orbita terrestre minima a causa dell'avvento dell'era spaziale.
E infine, questo riguarda il concetto di isteresi magnetica. In questo articolo, abbiamo avuto modo di conoscere il ciclo di isteresi, la curva B-H, il magnetismo residuo, la forza coercitiva e come il ciclo differisce per la sostanza magnetica morbida e dura e le sue applicazioni. È inoltre importante sapere cos'è il file importanza di un ciclo di isteresi ?
