Υπάρχουν υστέρηση μαγνητική, σιδηροηλεκτρική, δυναμική, ελαστική. Βρίσκεται επίσης στη βιολογία, στην επιστήμη του εδάφους, στην οικονομία. Επιπλέον, η ουσία αυτού του ορισμού είναι σχεδόν η ίδια. Αλλά το άρθρο θα επικεντρωθεί στο μαγνητικό, θα μάθετε περισσότερα για αυτό το φαινόμενο, από τι εξαρτάται και πότε εκδηλώνεται. Αυτό το φαινόμενο μελετάται σε πανεπιστήμια με τεχνική εστίαση, δεν περιλαμβάνεται στο σχολικό πρόγραμμα, επομένως δεν το γνωρίζουν όλοι.
Μαγνητική υστέρηση
Πρόκειται για μια μη αναστρέψιμη και διφορούμενη εξάρτηση του δείκτη μαγνήτισης μιας ουσίας (και αυτοί είναι, κατά κανόνα, μαγνητικά διατεταγμένοι σιδηρομαγνήτες) από ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Σε αυτή την περίπτωση, το πεδίο αλλάζει συνεχώς - μειώνεται ή αυξάνεται. Ο γενικός λόγος για την ύπαρξη υστέρησης είναι η παρουσία μιας ασταθούς κατάστασης και μιας σταθερής κατάστασης στο ελάχιστο του θερμοδυναμικού δυναμικού, ενώ υπάρχουν επίσης μη αναστρέψιμες μεταβάσεις μεταξύ τους. Η υστέρηση είναι επίσης μια εκδήλωση μιας πρώτης τάξης μαγνητικής προσανατολιστικής μετάβασης φάσης. Με αυτά, συμβαίνουν μεταβάσεις από τη μια φάση στην άλλη λόγω μετασταθερών καταστάσεων. Το χαρακτηριστικό είναι ένα γράφημα, το οποίο ονομάζεται «βρόχος υστέρησης». Μερικές φορές ονομάζεται επίσης "καμπύλη μαγνήτισης".
Βρόχος υστέρησης
Στο γράφημα του M έναντι του H μπορείτε να δείτε:
- Από τη μηδενική κατάσταση, στην οποία M=0 και H=0, με αύξηση στο H, αυξάνεται και το M.
- Όταν το πεδίο αυξάνεται, η μαγνήτιση γίνεται σχεδόν σταθερή και ίση με την τιμή κορεσμού.
- Όταν το H μειώνεται, συμβαίνει η αντίθετη αλλαγή, αλλά όταν H=0, η μαγνήτιση M δεν θα είναι ίση με μηδέν. Αυτή η αλλαγή φαίνεται από την καμπύλη απομαγνητισμού. Και όταν H=0, το M παίρνει μια τιμή ίση με την υπολειπόμενη μαγνήτιση.
- Καθώς το H αυξάνεται στην περιοχή –Hm… +Hm, η μαγνήτιση αλλάζει κατά μήκος της τρίτης καμπύλης.
- Και οι τρεις καμπύλες που περιγράφουν τις διεργασίες συνδέονται και σχηματίζουν ένα είδος βρόχου. Είναι αυτή που περιγράφει το φαινόμενο της υστέρησης - τις διαδικασίες μαγνήτισης και απομαγνήτισης.
Ενέργεια μαγνητισμού
Ένας βρόχος θεωρείται ασύμμετρος στην περίπτωση που τα μέγιστα του πεδίου H1, τα οποία εφαρμόζονται στην αντίστροφη και προς τα εμπρός κατεύθυνση, δεν είναι τα ίδια. Ένας βρόχος έχει περιγραφεί παραπάνω, ο οποίος είναι χαρακτηριστικός μιας διαδικασίας αντιστροφής αργής μαγνήτισης. Με αυτά διατηρούνται οι σχεδόν σχέσεις ισορροπίας μεταξύ των τιμών του Η και του Μ. Είναι απαραίτητο να δοθεί προσοχή στο γεγονός ότιότι κατά τη μαγνήτιση ή απομαγνήτιση, το M υστερεί σε σχέση με το H. Και αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι όλη η ενέργεια που αποκτάται από το σιδηρομαγνητικό υλικό κατά τη μαγνήτιση δεν μεταφέρεται πλήρως κατά τη διάρκεια του κύκλου απομαγνήτισης. Και αυτή η διαφορά πηγαίνει όλη στη θέρμανση του σιδηρομαγνήτη. Και ο βρόχος μαγνητικής υστέρησης αποδεικνύεται ασύμμετρος σε αυτήν την περίπτωση.
Σχήμα βρόχου
Το σχήμα του βρόχου εξαρτάται από πολλές παραμέτρους - μαγνήτιση, ένταση πεδίου, παρουσία απωλειών κ.λπ. Η χημική σύνθεση του σιδηρομαγνήτη, η δομική του κατάσταση, η θερμοκρασία, η φύση και η κατανομή των ελαττωμάτων, η παρουσία επεξεργασία (θερμική, θερμομαγνητική, μηχανική). Επομένως, η υστέρηση των σιδηρομαγνητών μπορεί να αλλάξει υποβάλλοντας τα υλικά σε μηχανική επεξεργασία. Αυτό αλλάζει όλα τα χαρακτηριστικά του υλικού.
Απώλεια υστέρησης
Κατά τη δυναμική επαναμαγνήτιση ενός σιδηρομαγνήτη από ένα εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο, παρατηρούνται απώλειες. Επιπλέον, αποτελούν μόνο ένα μικρό κλάσμα των συνολικών μαγνητικών απωλειών. Εάν οι βρόχοι έχουν το ίδιο ύψος (την ίδια μέγιστη τιμή μαγνήτισης M), ο βρόχος δυναμικού τύπου είναι ευρύτερος από τον στατικό. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι σε όλες τις ζημίες προστίθενται νέες ζημίες. Αυτές είναι δυναμικές απώλειες, συνήθως συνδέονται με δινορεύμα, μαγνητικό ιξώδες. Συνολικά, επιτυγχάνονται αρκετά σημαντικές απώλειες υστέρησης.
σιδηρομαγνήτες ενός τομέα
ΒΕάν τα σωματίδια έχουν διαφορετικά μεγέθη, λαμβάνει χώρα η διαδικασία περιστροφής. Αυτό συμβαίνει επειδή ο σχηματισμός νέων περιοχών είναι δυσμενής από ενεργειακή άποψη. Αλλά η διαδικασία της περιστροφής των σωματιδίων εμποδίζεται από την ανισοτροπία (μαγνητική). Μπορεί να έχει διαφορετική προέλευση - να σχηματιστεί στον ίδιο τον κρύσταλλο, να προκύψει λόγω ελαστικής καταπόνησης κ.λπ.). Αλλά ακριβώς με τη βοήθεια αυτής της ανισοτροπίας η μαγνήτιση συγκρατείται από το εσωτερικό πεδίο. Ονομάζεται επίσης ενεργό μαγνητικό ανισοτροπικό πεδίο. Και η μαγνητική υστέρηση προκύπτει λόγω του γεγονότος ότι η μαγνήτιση αλλάζει σε δύο κατευθύνσεις - προς τα εμπρός και προς τα πίσω. Κατά τη διάρκεια του επαναμαγνητισμού σιδηρομαγνητών ενός τομέα, συμβαίνουν πολλά άλματα. Το διάνυσμα μαγνήτισης M στρέφεται προς το πεδίο H. Επιπλέον, η στροφή μπορεί να είναι ομοιόμορφη ή ανομοιόμορφη.
Σιδηρομαγνήτες πολλαπλών τομέων
Σε αυτά, η καμπύλη μαγνήτισης είναι χτισμένη με παρόμοιο τρόπο, αλλά οι διαδικασίες είναι διαφορετικές. Κατά την αντιστροφή της μαγνήτισης, τα όρια του τομέα μετατοπίζονται. Επομένως, μια από τις αιτίες της υστέρησης μπορεί να είναι η καθυστέρηση στις μετατοπίσεις των ορίων, καθώς και τα μη αναστρέψιμα άλματα. Μερικές φορές (εάν οι σιδηρομαγνήτες έχουν ένα αρκετά μεγάλο πεδίο), η μαγνητική υστέρηση καθορίζεται από την καθυστέρηση στην ανάπτυξη και το σχηματισμό πυρήνων αντιστροφής μαγνήτισης. Από αυτούς τους πυρήνες σχηματίζεται η δομή του τομέα των σιδηρομαγνητικών ουσιών.
Θεωρία υστέρησης
Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι το φαινόμενο της μαγνητικής υστέρησης εμφανίζεται επίσης όταν το πεδίο H περιστρέφεται και όχι μόνο όταν αλλάζει πρόσημο καιΜέγεθος. Αυτό ονομάζεται υστέρηση της μαγνητικής περιστροφής και αντιστοιχεί σε αλλαγή της κατεύθυνσης της μαγνήτισης Μ με αλλαγή της κατεύθυνσης του πεδίου Η. Η εμφάνιση της υστέρησης της μαγνητικής περιστροφής παρατηρείται επίσης όταν το δείγμα περιστρέφεται σχετικά στο σταθερό πεδίο H.
Η καμπύλη μαγνήτισης χαρακτηρίζει επίσης τη μαγνητική δομή του τομέα. Η δομή αλλάζει κατά τη διέλευση των διεργασιών μαγνήτισης και αντιστροφής μαγνήτισης. Οι αλλαγές εξαρτώνται από το πόσο μετατοπίζονται τα όρια του πεδίου και από τις επιδράσεις ενός εξωτερικού μαγνητικού πεδίου. Απολύτως οτιδήποτε μπορεί να καθυστερήσει όλες τις διεργασίες που περιγράφονται παραπάνω θέτει τους σιδηρομαγνήτες σε ασταθή κατάσταση και προκαλεί μαγνητική υστέρηση.
Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η υστέρηση εξαρτάται από πολλές παραμέτρους. Η μαγνήτιση αλλάζει υπό την επίδραση εξωτερικών παραγόντων - θερμοκρασία, ελαστική καταπόνηση, επομένως, εμφανίζεται υστέρηση. Σε αυτή την περίπτωση, μια υστέρηση εμφανίζεται όχι μόνο στη μαγνήτιση, αλλά και σε όλες εκείνες τις ιδιότητες από τις οποίες εξαρτάται. Όπως φαίνεται από εδώ, το φαινόμενο της υστέρησης μπορεί να παρατηρηθεί όχι μόνο κατά τη μαγνήτιση του υλικού, αλλά και κατά τη διάρκεια άλλων φυσικών διεργασιών που σχετίζονται άμεσα ή έμμεσα με αυτό.
