Hysterese bedeutet „ zurückgeblieben „ist die Eigenschaft der ferromagnetischen Materialien, dass der magnetische Fluss im ferromagnetischen Material zurückbleibt, nachdem das Magnetfeld von ihnen entfernt wurde. Wenn dieses äußere Magnetfeld entfernt wird, werden die meisten Atome und Materialien, die in ihrem magnetischen Zustand verbleiben, magnetisiert. Dieses Phänomen wird Hysterese genannt.
Hystereseschleife und B-H-Kurve
Der Graph der Magnetisierungskraft H und der Flussdichte B ist eine Vier-Quadranten-Kurve, und diese Kurve wird B-H-Kurve genannt. Diese grafische Darstellung gibt Auskunft über die unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften des Materials wie Permeabilität, Koerzitivfeldstärke, Reluktanz und Restfluss.
Betrachten Sie ein magnetisches Material als Kern der Spule. Bei Anlegen einer Gleichstromversorgung über einen variablen Widerstand variiert der Strom durch die Spule entsprechend. Die Magnetisierungskraft ist direkt proportional zum Strom und gegeben durch:
Wobei H die Magnetisierungskraft ist. Mit zunehmendem Strom I nimmt die Magnetkraft H zu und damit die magnetische Flussdichte B. Bei einem bestimmten Wert von B richten sich alle Atome im Kernmaterial in Richtung des Magnetfelds aus und werden vollständig magnetisiert. Dieser Punkt wird als Sättigungspunkt bezeichnet und bei einem weiteren Anstieg des Stroms ändert sich die Magnetisierung nicht.
Wenn wir die Stromversorgung unterbrechen, sinken der Strom I und die Magnetisierungskraft H auf Null, aber einige der Atome im Kernmaterial bleiben ausgerichtet und zeigen Magnetismus im Material. Diese Eigenschaft des Kernmaterials, magnetisiert zu bleiben, nachdem die Magnetisierungskraft entfernt wurde, wird als „ Remanenz “.
B-H-Kurve
Von 0 bis a
Beim Anlegen der Stromversorgung ändert sich der Strom in der Spule von Null auf einen bestimmten Wert, die Magnetkraft H nimmt zu und damit auch der Magnetfluss B, und beide folgen im Diagramm dem Pfad 0-a. Bei einem bestimmten Wert des magnetischen Flusses B werden alle Atome magnetisiert und es kommt zu keiner Veränderung der Atome des Kernmaterials, wenn das Magnetfeld weiter angelegt wird. Diese maximale Flussdichte beträgt Bmax und die Magnetisierungskraft beträgt Hmax .
Von A nach B
Wenn nun der Strom abnimmt, nimmt die magnetische Kraft H ab und damit auch der magnetische Fluss B. Aber in diesem Fall folgen B und H nicht dem vorherigen Pfad, sondern folgen dem Pfad „ a-b “ in der Grafik.
Am Punkt ' B „Strom I und Magnetkraft H sind Null, aber B ist nicht Null. Dieses Nacheilen von B gegenüber H wird als Hysterese bezeichnet, und dieser Wert der magnetischen Flussdichte B, der gegenüber H nacheilt, wird als Restmagnetismus Br bezeichnet.
Von b bis c
Wenn die Stromrichtung umgekehrt wird, kehrt sich H um und der Wert von Br nimmt nach dem Bad ab. v. Chr “. Am Punkt ' C “, Br wird Null. Der negative Wert von „ H ” am Punkt c, wo der Wert von B Null ist, heißt „ Zwangsgewalt “.
Von c bis d
Bei weiterer Erhöhung des Stroms in umgekehrter Richtung werden H und B umgekehrt und folgen dem Pfad „ CD ” und bei einem bestimmten Wert des Rückstroms wird der Wert von B in der Rückwärtsrichtung maximal und die Sättigung tritt am Punkt „ auf. B “.
Von d bis e
Wenn nun der Strom von einem negativen Wert auf Null ansteigt, steigt H. Am Punkt ' Es ist „ Sowohl der Strom I als auch die Magnetkraft werden Null, aber B ist nicht Null und hat einen bestimmten negativen Wert. Punkt „ Es ist ” in der Grafik gibt den negativen Wert des Restmagnetismus (-Br) an.
Von e bis f
Durch Erhöhen des Stromwerts erhöht sich der Wert von H. B und H folgen dem Weg „ e-f “. Am Punkt ' F „ Sowohl der Strom I als auch die Magnetisierungskraft H haben einen bestimmten Wert, aber B ist Null.
Von f bis a
Auch hier erhöht sich bei weiterer Erhöhung des Stroms I der Wert von H und B und folgt dem Pfad 'Fa' . Am Punkt ' A Auch hier kommt es zur Sättigung und alle Atome im Kernmaterial werden magnetisiert und in Richtung des Magnetfeldes ausgerichtet.
Hystereseschleife
Dieser Graph zwischen der magnetischen Flussdichte B und der Magnetisierungskraft H wird als B-H-Kurve bezeichnet und ist der geschlossene Pfad, dem B und H folgen, wenn sich der Strom von Null nach Positiv, von Positiv nach Null, von Null nach Negativ, von Negativ nach Null und wieder von Null nach Positiv ändert wird Hystereseschleife genannt.
Unterschiedliche ferromagnetische Materialien ergeben unterschiedliche Größe und Form der Hystereseschleife. Weiches ferromagnetisches Material sorgt für eine schmale Hystereseschleife, lässt sich leicht magnetisieren und entmagnetisieren und eignet sich für den Einsatz in Transformatoren.
Remanenz
Remanenz ist die Eigenschaft jedes Materials, durch die es seine Magnetisierung nach Entfernung des induzierten Magnetfelds beibehält.
Koerzitivkraft
Die Stärke des in umgekehrter Richtung angelegten Magnetfelds, die zur vollständigen Entmagnetisierung des Materials erforderlich ist, wird als Koerzitivfeldstärke bezeichnet. Die Koerzitivkraft muss angewendet werden, um das Material nach dem Entfernen des Stroms vollständig zu entmagnetisieren. An ihm wird Arbeit verrichtet und die Energie in Form von Wärme aus dem Material abgegeben. Die Wärme wird vom Material abgeleitet; ist als Hystereseverlust bekannt und wird durch Hc in der B-H-Kurve angegeben.
Abschluss
Der magnetische Fluss, der im ferromagnetischen Material zurückbleibt, nachdem das Magnetfeld entfernt wurde, wird als Hysterese bezeichnet. Um das ferromagnetische Material vollständig zu entmagnetisieren, ist eine Kraft erforderlich, die sogenannte Koerzitivkraft, und es wird Arbeit daran verrichtet, die zur Wärmeableitung im Material führt. Die grafische Darstellung zwischen der Magnetisierungskraft H und der magnetischen Flussdichte B ergibt die B-H-Kurve, und der geschlossene Pfad, dem B und H folgen, wird als Hystereseschleife bezeichnet.