ฮิสเทรีซิสคืออะไร?

ในแกนกลางของแม่เหล็กไฟฟ้าใด ๆ หลังจากกระแสถูกปิด ส่วนหนึ่งของคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่เรียกว่าแม่เหล็กตกค้างจะถูกรักษาไว้เสมอ ขนาดของแม่เหล็กตกค้างขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุแกนกลาง และมีค่าสูงกว่าสำหรับเหล็กชุบแข็งและน้อยกว่าสำหรับเหล็กอ่อน

อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าเหล็กจะอ่อนแค่ไหน แม่เหล็กที่หลงเหลืออยู่จะยังคงมีผลอยู่บ้าง หากจำเป็นต้องทำให้แกนของมันกลายเป็นแม่เหล็กตามสภาพการใช้งานของอุปกรณ์ นั่นคือ ล้างอำนาจแม่เหล็กให้เป็นศูนย์และดึงดูดแม่เหล็กในทิศทางตรงกันข้าม

ในความเป็นจริงเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงทิศทางของกระแสในขดลวดของแม่เหล็กไฟฟ้าแต่ละครั้งมีความจำเป็น (เนื่องจากการมีแม่เหล็กตกค้างในแกนกลาง) เพื่อล้างอำนาจแม่เหล็กในแกนก่อนแล้วจึงสามารถทำให้เป็นแม่เหล็กในแกนใหม่ได้ ทิศทาง. สิ่งนี้จะต้องมีฟลักซ์แม่เหล็กในทิศทางตรงกันข้าม

กล่าวอีกนัยหนึ่งการเปลี่ยนแปลงในการดึงดูดของแกนกลาง (การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก) มักจะล้าหลังการเปลี่ยนแปลงที่สอดคล้องกันในฟลักซ์แม่เหล็ก (ความแรงของสนามแม่เหล็ก) สร้างขึ้นโดยขดลวด

การเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่ปกคลุมด้วยวัตถุฉนวนจากความแรงของสนามแม่เหล็กนี้เรียกว่า ฮิสเทรีซิส... ด้วยการดึงดูดแกนใหม่แต่ละครั้งเพื่อทำลายอำนาจแม่เหล็กที่หลงเหลืออยู่ จำเป็นต้องกระทำกับแกนโดยมีฟลักซ์แม่เหล็กตรงกันข้าม ทิศทาง.

ในทางปฏิบัติ นี่หมายถึงการใช้พลังงานไฟฟ้าบางส่วนเพื่อเอาชนะแรงบีบบังคับ ซึ่งทำให้ยากต่อการหมุนแม่เหล็กระดับโมเลกุลไปยังตำแหน่งใหม่ พลังงานที่ใช้ไปกับสิ่งนี้จะถูกปล่อยออกมาในเหล็กในรูปของความร้อนและแสดงถึงการสูญเสียการย้อนกลับของสนามแม่เหล็กหรือที่เรียกว่าการสูญเสียฮิสเทรีซิส

จากข้อมูลข้างต้น ควรเลือกเหล็กภายใต้การย้อนกลับของการดึงดูดอย่างต่อเนื่องในอุปกรณ์บางอย่าง (แกนกระดองของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและมอเตอร์ไฟฟ้า แกนหม้อแปลง) ควรเลือกแบบอ่อนเสมอด้วยแรงบีบบังคับที่น้อยมาก สิ่งนี้ทำให้สามารถลดการสูญเสียเนื่องจากฮิสเทรีซิสและเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องจักรหรือเครื่องใช้ไฟฟ้า

ลูปฮิสเทอรีซิส

ลูป Hysteresis — เส้นโค้งที่แสดงเส้นทางของการพึ่งพาการสะกดจิตกับความแรงของสนามภายนอก ยิ่งพื้นที่ของลูปใหญ่ขึ้น คุณยิ่งต้องทำเพื่อย้อนกลับการสะกดจิตมากขึ้นเท่านั้น

ลองนึกภาพแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างง่ายที่มีแกนเหล็ก ลองใช้วงจรแม่เหล็กเต็มรูปแบบ ซึ่งเราจะเปลี่ยนกระแสแม่เหล็กจากศูนย์เป็นค่า Ω ในทิศทางของวอลเปเปอร์

ช่วงเวลาเริ่มต้น: กระแสเป็นศูนย์, เหล็กไม่เป็นแม่เหล็ก, การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก B = 0

ส่วนที่ 1: การสะกดจิตโดยการเปลี่ยนกระแสจาก 0 เป็นค่า — + Ωการเหนี่ยวนำในแกนเหล็กจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วก่อน จากนั้นจึงค่อย ๆ เพิ่มขึ้น ในตอนท้ายของการดำเนินการที่จุด A เหล็กจะอิ่มตัวด้วยเส้นแรงแม่เหล็กซึ่งการเพิ่มกระแส (มากกว่า + OM) ขึ้นไปสามารถให้ผลลัพธ์ที่ไม่มีนัยสำคัญมากที่สุด ดังนั้นการดำเนินการแม่เหล็กจึงถือว่าเสร็จสมบูรณ์

การทำให้เป็นแม่เหล็กจนอิ่มตัวหมายความว่าแม่เหล็กระดับโมเลกุลในแกนกลาง ซึ่งในตอนเริ่มต้นของกระบวนการทำให้เป็นแม่เหล็กอยู่ในสถานะที่สมบูรณ์และหลังจากนั้นก็อยู่ในสภาพผิดปกติเพียงบางส่วนเท่านั้น ปัจจุบันเกือบทั้งหมดถูกจัดเรียงเป็นแถวอย่างเป็นระเบียบ ขั้วเหนือด้านหนึ่ง ขั้วใต้บน อีกอัน ทำไมตอนนี้เราจึงมีขั้วเหนือที่ปลายด้านหนึ่งของแกนกลางและอีกด้านหนึ่งเป็นทิศใต้

ส่วนที่ 2: การลดลงของสนามแม่เหล็กเนื่องจากการลดกระแสจาก + OM เป็น 0 และการล้างอำนาจแม่เหล็กโดยสมบูรณ์ ณ ปัจจุบัน — OD การเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่เปลี่ยนไปตามเส้นโค้ง AC จะถึงค่า OC ในขณะที่กระแสจะเป็นศูนย์อยู่แล้ว การเหนี่ยวนำแม่เหล็กนี้เรียกว่าแม่เหล็กตกค้างหรือการเหนี่ยวนำแม่เหล็กตกค้าง ในการทำลายล้างอำนาจแม่เหล็กให้สมบูรณ์จึงจำเป็นต้องให้กระแสย้อนกลับกับแม่เหล็กไฟฟ้าและนำไปเป็นค่าที่สอดคล้องกับพิกัด OD ในรูปวาด

ส่วนที่ 3: การดึงดูดกลับด้วยการเปลี่ยนกระแสจาก — OD เป็น — OM1 การเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่เพิ่มขึ้นตามเส้นโค้ง DE จะถึงจุด E ที่ตรงกับช่วงเวลาของความอิ่มตัว

ส่วนที่ 4: การลดลงของอำนาจแม่เหล็กโดยค่อยๆ ลดกระแสจาก — OM1 เป็นศูนย์ (อำนาจแม่เหล็กที่เหลือของ) และการล้างอำนาจแม่เหล็กที่ตามมาโดยการเปลี่ยนทิศทางของกระแสและนำไปสู่ค่า + OH

ส่วนที่ห้า: การทำให้เป็นแม่เหล็กที่สอดคล้องกับกระบวนการของส่วนแรก นำการเหนี่ยวนำแม่เหล็กจากศูนย์ถึง + MA โดยเปลี่ยนกระแสจาก + OH เป็น + OM

NSเมื่อกระแสการล้างอำนาจแม่เหล็กลดลงเป็นศูนย์ แม่เหล็กมูลฐานหรือแม่เหล็กระดับโมเลกุลบางส่วนไม่ได้กลับคืนสู่สถานะที่ไม่เป็นระเบียบก่อนหน้านี้ แต่บางส่วนยังคงรักษาตำแหน่งที่สอดคล้องกับทิศทางสุดท้ายของการสะกดจิต ปรากฏการณ์ของความล่าช้าหรือการรักษาแม่เหล็กนี้เรียกว่าฮิสเทรีซิส