Hva er hysterese?
I kjernen av enhver elektromagnet, etter at strømmen er slått av, er en del av de magnetiske egenskapene, kalt restmagnetisme, alltid bevart. Størrelsen på restmagnetismen avhenger av egenskapene til kjernematerialet og når en høyere verdi for herdet stål og mindre for mildt jern.
Uansett hvor mykt jernet er, vil den gjenværende magnetismen fortsatt ha en viss effekt hvis det, i henhold til driftsforholdene til enheten, er nødvendig å magnetisere kjernen, det vil si avmagnetisere til null og magnetisere i motsatt retning.
Faktisk, med hver endring i retningen til strømmen i spolen til elektromagneten, er det nødvendig (på grunn av tilstedeværelsen av gjenværende magnetisme i kjernen) å først avmagnetisere kjernen, og først da kan den magnetiseres i en ny retning. Dette vil kreve en viss magnetisk fluks i motsatt retning.
Med andre ord, endringen i magnetiseringen av kjernen (magnetisk induksjon) henger alltid etter de tilsvarende endringene i den magnetiske fluksen (magnetisk feltstyrke), opprettet av spolen.
Denne etterslepningen av den magnetiske induksjonen fra styrken til magnetfeltet kalles hysterese... Ved hver ny magnetisering av kjernen, for å ødelegge dens restmagnetisme, er det nødvendig å handle på kjernen med en magnetisk fluks i motsatt retning retning.
I praksis vil dette bety å bruke noe av den elektriske energien for å overvinne tvangskraften, som gjør det vanskelig å rotere molekylmagnetene til en ny posisjon. Energien som brukes på dette frigjøres i jernet i form av varme og representerer magnetiseringsreverseringstap eller, som det kalles, hysteresetap.
Basert på det ovennevnte, bør jern som er utsatt for kontinuerlig reversering av magnetisering i en bestemt enhet (armaturkjerner til generatorer og elektriske motorer, transformatorkjerner) alltid velges mykt, med en veldig liten tvangskraft. Dette gjør det mulig å redusere tap på grunn av hysterese og dermed øke effektiviteten til en elektrisk maskin eller et apparat.
Hystereseløkke
Hystereseløkke - en kurve som viser forløpet av magnetiseringens avhengighet av styrken til det ytre feltet. Jo større arealet av løkken er, desto mer arbeid må du gjøre for å reversere magnetiseringen.
La oss forestille oss en enkel elektromagnet med en jernkjerne. La oss kjøre den gjennom en full magnetiseringssyklus, for hvilken vi endrer magnetiseringsstrømmen fra null til Ω-verdien i bakgrunnsretningene.
Startmoment: strømmen er null, jernet er ikke magnetisert, den magnetiske induksjonen B = 0.
1. del: magnetisering ved å endre strømmen fra 0 til en verdi på — + Ω.Induksjonen i kjernejernet vil først øke raskt, deretter langsommere. Ved slutten av operasjonen, ved punkt A, er jernet så mettet med magnetiske kraftlinjer at ytterligere økning av strømmen (over + OM) kan gi de mest ubetydelige resultatene, derfor kan magnetiseringsoperasjonen anses som fullført.
Magnetisering til metning betyr at de molekylære magnetene i kjernen, som i begynnelsen av magnetiseringsprosessen var i fullstendig tilstand og da bare i delvis uorden, er nesten alle nå ordnet i ordnede rader, nordpoler på den ene siden, sørpoler på den andre hvorfor har vi nå nordpolaritet i den ene enden av kjernen og sør i den andre.
2. del: svekkelse av magnetisme på grunn av reduksjon av strøm fra + OM til 0 og fullstendig avmagnetisering ved strøm — OD. Den magnetiske induksjonen som endres langs AC-kurven vil nå verdien av OC, mens strømmen allerede vil være null. Denne magnetiske induksjonen kalles restmagnetisme eller restmagnetisk induksjon. For å ødelegge, for fullstendig avmagnetisering, er det derfor nødvendig å gi en omvendt strøm til elektromagneten og bringe den til en verdi som tilsvarer ordinaten OD på tegningen.
3. del: omvendt magnetisering ved å endre strømmen fra — OD til — OM1. Den magnetiske induksjonen som øker langs kurven DE vil nå punktet E som svarer til metningsmomentet.
4. del: svekkelse av magnetismen ved gradvis å redusere strømmen fra — OM1, til null (restmagnetisme OF) og påfølgende avmagnetisering ved å endre strømmens retning og bringe den til verdien + OH.
Femte del: magnetisering som tilsvarer prosessen i den første delen, bringer den magnetiske induksjonen fra null til + MA ved å endre strømmen fra + OH til + OM.
NNår avmagnetiseringsstrømmen synker til null, går ikke alle elementære eller molekylære magneter tilbake til sin tidligere uordnede tilstand, men noen av dem beholder sin posisjon tilsvarende den siste magnetiseringsretningen. Dette fenomenet med forsinkelse eller retensjon av magnetisme kalles hysterese.