Postoje histerezne magnetne, feroelektrične, dinamičke, elastične. Takođe se nalazi u biologiji, nauci o tlu, ekonomiji. Štaviše, suština ove definicije je skoro ista. Ali članak će se fokusirati na magnetsko, saznat ćete više o ovom fenomenu, o čemu ovisi i kada se manifestira. Ovaj fenomen se proučava na univerzitetima sa tehničkim fokusom, nije uključen u školski program, tako da ne znaju svi za njega.
Magnetna histereza
Ovo je nepovratna i dvosmislena zavisnost indeksa magnetizacije neke supstance (a to su, po pravilu, magnetski uređeni feromagneti) od spoljašnjeg magnetnog polja. U ovom slučaju, polje se stalno mijenja - smanjuje se ili povećava. Opšti razlog postojanja histereze je prisustvo nestabilnog stanja i stabilnog stanja na minimumu termodinamičkog potencijala, a između njih postoje i nepovratni prijelazi. Histereza je također manifestacija magnetske orijentacijske fazne tranzicije prvog reda. Kod njih dolazi do prijelaza iz jedne faze u drugu zbog metastabilnih stanja. Karakteristika je graf, koji se naziva "histerezna petlja". Ponekad se naziva i "kriva magnetizacije".
Histerezna petlja
Na grafikonu M u odnosu na H možete vidjeti:
- Iz nultog stanja, u kojem je M=0 i H=0, sa povećanjem H, M takođe raste.
- Kada se polje poveća, magnetizacija postaje skoro konstantna i jednaka vrijednosti zasićenja.
- Kada se H smanjuje, dolazi do suprotne promjene, ali kada je H=0, magnetizacija M neće biti jednaka nuli. Ova promjena se može vidjeti iz krivulje demagnetizacije. A kada je H=0, M poprima vrijednost jednaku preostaloj magnetizaciji.
- Kako se H povećava u opsegu –Hm… +Hm, magnetizacija se mijenja duž treće krive.
- Sve tri krive koje opisuju procese su povezane i čine neku vrstu petlje. Ona je ta koja opisuje fenomen histereze - procese magnetizacije i demagnetizacije.
Energija magnetizacije
Petlja se smatra asimetričnom u slučaju kada maksimumi polja H1, koji se primjenjuju u obrnutom i naprijed smjeru, nisu isti. Gore je opisana petlja koja je karakteristična za spor proces preokreta magnetizacije. Kod njih se čuvaju kvaziravnotežni odnosi između vrijednosti H i M. Potrebno je obratiti pažnju na to dada tokom magnetizacije ili demagnetizacije M zaostaje za H. A to dovodi do činjenice da se sva energija koju feromagnetni materijal dobije tokom magnetizacije ne prenosi u potpunosti tokom ciklusa demagnetizacije. A ova razlika ide sve u zagrijavanje feromagneta. A petlja magnetne histereze ispada asimetrična u ovom slučaju.
oblik petlje
Oblik petlje zavisi od mnogih parametara - magnetizacije, jačine polja, prisutnosti gubitaka, itd. Hemijski sastav feromagneta, njegovo strukturno stanje, temperatura, priroda i distribucija defekata, prisustvo obrada (termička, termomagnetna, mehanička). Stoga se histereza feromagneta može promijeniti podvrgavanjem materijala mehaničkoj obradi. Ovo mijenja sve karakteristike materijala.
gubitak histereze
Tokom dinamičke remagnetizacije feromagneta naizmeničnim magnetnim poljem, uočavaju se gubici. Štaviše, oni čine samo mali dio ukupnih magnetnih gubitaka. Ako petlje imaju istu visinu (ista maksimalna vrijednost magnetizacije M), petlja dinamičkog tipa je šira od statičke. To je zbog činjenice da se na sve gubitke dodaju novi gubici. To su dinamički gubici, obično su povezani s vrtložnim strujama, magnetskim viskozitetom. Sve u svemu, dobijaju se prilično značajni gubici histereze.
Feromagneti sa jednom domenom
BAko čestice imaju različite veličine, dolazi do procesa rotacije. To se dešava jer je formiranje novih domena nepovoljno sa energetske tačke gledišta. Ali proces rotacije čestica ometa anizotropija (magnetna). Može imati različito porijeklo - nastati u samom kristalu, nastati uslijed elastičnog naprezanja itd.). Ali upravo uz pomoć ove anizotropije magnetizaciju drži unutrašnje polje. Naziva se i efektivnim poljem magnetne anizotropije. A magnetska histereza nastaje zbog činjenice da se magnetizacija mijenja u dva smjera - naprijed i nazad. Prilikom remagnetizacije jednodomenih feromagneta dolazi do nekoliko skokova. Vektor magnetizacije M okreće se prema polju H. Štaviše, zavoj može biti ujednačen ili neujednačen.
Feromagneti sa više domena
U njima je kriva magnetizacije izgrađena na sličan način, ali su procesi drugačiji. Tokom preokretanja magnetizacije, granice domena se pomeraju. Stoga jedan od uzroka histereze može biti kašnjenje u pomacima granica, kao i nepovratni skokovi. Ponekad (ako feromagneti imaju prilično veliko polje), magnetna histereza je određena kašnjenjem u rastu i formiranjem jezgri za preokret magnetizacije. Od ovih jezgara se formira domenska struktura feromagnetnih supstanci.
Teorija histereze
Treba uzeti u obzir da se fenomen magnetne histereze javlja i kada se polje H rotira, a ne samo kada promijeni predznak iveličina. To se naziva histereza magnetne rotacije i odgovara promjeni smjera magnetizacije M s promjenom smjera polja H. Pojava histereze magnetne rotacije se također opaža kada se uzorak rotira relativno na fiksno polje H.
Kriva magnetizacije takođe karakteriše magnetnu strukturu domena. Struktura se mijenja tokom prolaska procesa magnetizacije i preokretanja magnetizacije. Promjene zavise od toga koliko se granice domena pomjeraju i od utjecaja vanjskog magnetnog polja. Apsolutno sve što može odgoditi sve gore opisane procese dovodi feromagnete u nestabilno stanje i uzrokuje magnetnu histerezu.
Treba uzeti u obzir da histereza zavisi od mnogih parametara. Magnetizacija se mijenja pod utjecajem vanjskih faktora - temperature, elastičnog naprezanja, pa dolazi do histereze. U ovom slučaju, histereza se pojavljuje ne samo u magnetizaciji, već iu svim onim svojstvima od kojih ona ovisi. Kao što se odavde može videti, fenomen histereze se može posmatrati ne samo tokom magnetizacije materijala, već i tokom drugih fizičkih procesa koji su direktno ili indirektno povezani sa njim.
