Histereza

Histereza Magnetike

Cikli i Histerezës magnetike

Hyrje

Kur një fushë magnetike e jashtme është aplikuar në një ferromagnet të tillë siç është hekuri, atomet e lidhin veten me të. Edhe kur fusha është larguar,një pjesë e aftësis do të mbetet: materiali është magnetizuar. Pasi të magnetizohet një herë materiali do të ketë aftësi magnetike për një kohë të pacaktuar. Për të çmagnetizuar (demagnetizuar) ajo kërkon nxetësi ose një fushë magnetike në drejtim të kundërt. Ky është efekti që jep elementin e kujtesës në një hard disk drive.

Marrëdhëniet në mes të fushës magnetike H dhe induksionit magnetik B nuk janë lineare në materiale të tilla. Nëse një magnet është demagnetizuar (çmagnetizuar) (H = B = 0) dhe marrëdhëniet midis H dhe B është komplotuar për rritjen e niveleve të fushës magnetike, B ndjek lakorën fillestare të magnetizimit. Kjo lakore rritet me shpejtësi në fillim dhe pastaj i afrohet një asimtodë e quajtur ngopje magnetike. Nëse fusha magnetike tani është reduktuar njëtrajtësisht, B ndjek një lakore të ndryshme. Kur fusha është zero, induksioni magnetik është kompensuar nga origjina nga një sasi të quajtur remanence. Nëse marrëdhënia H-B është kompletuar për të gjitha pikat e fushës së aplikuar magnetike rezultati është një lakore e mbyllur simetrike e quajtur ciklusi i histerezës.

Një vështrim nga afër i lakores magentike në përgjithësi tërheqë një seri të vogla hedhjesh të rastit në tërheqje magnetike të quajtura Barkhausen hedhje. Ky efekt është për shkak të defekteve strukturore të tilla si zhvendosja.

Lakoret e ciklit të histerezës nuk janë ekskluzive për materialet ferromagnetike. Kjo gjindet edhe në raste të tilla si te qelqi rrotullues.

Origjina fizike

Fenomeni i histerezës në materialet ferromagnet është rezultat i dy efekteve: momentit magnetik dhe ndryshimet në madhësi apo numrin e dipoleve magnetike. Në përgjithësi, kjo tërheqje ndryshon (në drejtim, por jo magnitudë) nëpër një magnet, por në magnetë mjaft të vogjël, kjo nuk ndodh. Në këto magnet të vogla, tërheqja magnetike varet nga momenti magnetik rrotullues. KY lloj i magneteve janë përdorur kudo ku është kërkuar një tërheqje e fortë e qëndrueshme magnetike (për shembull regjistrimin magnetike).

Modelet

Modelet më të njohur empirike në histerezës janë Preisach dhe modeli i Jiles-Atherton. Këto modele të lejojënjë modelimin saktë të lakorës së histerezës dhe janë përdorur gjerësisht në industri. Megjithatë, këto modele a e humbasin lidhjen me termodinamikës dhe qëndrueshmëri të energjisë nuk është e siguruar. Modelet e fundit mbështeten në një formulim të qëndrueshëm termodinamik. Modeli VINCH është e frymëzuar nga ligjet kinetik të sforcimi dhe nga termodinamika e proceseve të pakthyeshme. Në veçanti, përveç për të siguruar një modelimin të saktë, energjia magnetike e ruajtur dhe energjia e shpërndarë janë të njohura në të gjitha kohët. Formulimi i marrë në rritje është variabël e kontestueshme, do të thot, të gjithë variablat e brendshme janë ndjekur nga minimizimi i një potenciali termodinamik. Kjo lejon që të marrë lehtësisht një model vektorial ndërsa Preisach dhe Jiles-Atherton janë krejtësisht modele skalar.

Aplikimi

Ka një larmi të madhe të aplikimeve të histerezës në ferromagnetikë. Shumë nga këto e bëjnë përdorimin e aftësinë e tyre për të regjistruar diqka, për shembull kasetë magnetike, hard disk, dhe kartat e kreditit. Në këto aplikime, magnetët e vështirë (veti të lartë magentike) si hekuri janë të dëshirueshme në mënyrë që kujtesa të mos shuhet lehtë. Magnetët e lehtë (veti të ulët magnetike) janë përdorur si bërthama në electromagnet. Reagimi jolineare e momentit magnetik të një fushë magnetike nxit reagimin e spirales mbështjellëse rreth tij. Vetitë e ulët magnetike reduktojn humbjen e energjisë lidhur me histerezën.