Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Waarom is de hysteresiscurve zo dik in een monster?

De "vetheid" van een hysteresiscurve, ook bekend als zijn lusgebied , vertelt ons over de energiedissipatie binnen een materiaal tijdens een cyclus van magnetisatie of andere processen.

Hier is een uitsplitsing van de reden waarom een ​​dikke hysteresiscurve een hoge energiedissipatie aangeeft:

Hysterese begrijpen:

* hysteresis is het fenomeen waarbij de respons van een materiaal (bijv. Magnetisatie) achterblijft bij de uitgeoefende kracht (bijvoorbeeld magnetisch veld). Deze vertraging creëert een lus in de grafiek van respons versus kracht.

* Energiedissipatie: Het lusgebied vertegenwoordigt de verloren energie per cyclus als warmte als gevolg van verschillende interne processen zoals domeinwandbeweging, magnetische anisotropie en wervelstromen.

Factoren die bijdragen aan een dikke hysteresiscurve:

1. Domeinwandbeweging: In ferromagnetische materialen vindt magnetisatie plaats door de beweging van magnetische domeinwanden. Als deze wanden aanzienlijke weerstand ondervinden (vanwege defecten, pinning sites, etc.), hebben ze meer energie nodig om te bewegen, wat resulteert in een groter lusgebied.

2. Magnetische anisotropie: Materialen met sterke magnetische anisotropie (preferentiële magnetisatierichting) vereisen meer energie om deze anisotropie te overwinnen en hun magnetisatie langs het uitgeoefende veld af te stemmen. Dit leidt tot een bredere hysteresislus.

3. Eddy -stromingen: In geleidende materialen veroorzaken veranderende magnetische velden wervelstromen. Deze stromingen verdwijnen energie als warmte, waardoor het lusgebied wordt verhoogd.

4. magnetostriction: Sommige materialen veranderen van vorm wanneer ze gemagnetiseerd zijn en dit proces kan ook energie consumeren.

5. Magnetische demping: Interne wrijving in het materiaal kan de magnetisatieveranderingen weerstaan, wat leidt tot energiedissipatie.

gevolgen van een dikke hysterese -curve:

* energieverlies: Materialen met grote hysteresislussen zijn minder efficiënt in energieopslag- en conversietoepassingen.

* Warmte -generatie: De gedissipeerde energie manifesteert zich als warmte, die in sommige toepassingen problematisch kan zijn.

* harde magnetische materialen: Materialen met grote hysteresislussen worden vaak "harde magnetische materialen" genoemd omdat ze meer energie nodig hebben om te magnetiseren en demagnetiseren. Deze materialen zijn geschikt voor permanente magneten.

Samenvatting:

Een vethysteresiscurve duidt op significant energieverlies en het genereren van warmte in het materiaal tijdens een cyclus. Dit is te wijten aan verschillende interne processen die de magnetisatieveranderingen weerstaan ​​en resulteren in energiedissipatie.

Opmerking: De specifieke redenen voor een vethysterese -curve in een bepaald monster zouden afhangen van het materiaal, de microstructuur en de toegepaste omstandigheden.