Wat is hysterese?

In de kern van elke elektromagneet blijft, nadat de stroom is uitgeschakeld, een deel van de magnetische eigenschappen, het zogenaamde restmagnetisme, altijd behouden. De grootte van het restmagnetisme hangt af van de eigenschappen van het kernmateriaal en bereikt een hogere waarde voor gehard staal en minder voor zacht ijzer.

Hoe zacht het ijzer ook is, het restmagnetisme zal echter nog steeds enig effect hebben als het, afhankelijk van de bedrijfsomstandigheden van het apparaat, nodig is om de kern te magnetiseren, dat wil zeggen demagnetiseren tot nul en magnetiseren in de tegenovergestelde richting.

In feite is het bij elke verandering van de richting van de stroom in de spoel van de elektromagneet noodzakelijk (vanwege de aanwezigheid van restmagnetisme in de kern) om eerst de kern te demagnetiseren, en alleen dan kan deze worden gemagnetiseerd in een nieuwe richting. Dit zou enige magnetische flux in de tegenovergestelde richting vereisen.

Met andere woorden, de verandering in de magnetisatie van de kern (magnetische inductie) blijft altijd achter bij de overeenkomstige veranderingen in de magnetische flux (Magnetische veldsterkte), gemaakt door de spoel.

Dit achterblijven van de magnetische inductie van de sterkte van het magnetische veld wordt hysteresis genoemd... Bij elke nieuwe magnetisatie van de kern is het, om het resterende magnetisme te vernietigen, nodig om op de kern in te werken met een magnetische flux in het tegenovergestelde richting.

In de praktijk betekent dit dat een deel van de elektrische energie moet worden besteed aan het overwinnen van de dwingende kracht, die het moeilijk maakt om de moleculaire magneten naar een nieuwe positie te draaien. De energie die hieraan wordt besteed, komt in het ijzer vrij in de vorm van warmte en vertegenwoordigt magnetisatieomkeringsverliezen of, zoals dat wordt genoemd, hysteresisverlies.

Op basis van het bovenstaande moet ijzer dat wordt onderworpen aan continue omkering van magnetisatie in een bepaald apparaat (ankerkernen van generatoren en elektromotoren, transformatorkernen) altijd zacht worden gekozen, met een zeer kleine dwangkracht. Dit maakt het mogelijk om verliezen door hysteresis te verminderen en zo het rendement van een elektrische machine of apparaat te verhogen.

Hysteresis lus

Hysterese-lus - een curve die het verloop van de afhankelijkheid van magnetisatie van de sterkte van het externe veld weergeeft. Hoe groter het gebied van de lus, hoe meer werk je moet doen om de magnetisatie om te keren.

Laten we ons een eenvoudige elektromagneet voorstellen met een ijzeren kern. Laten we het door een volledige magnetiseringscyclus laten lopen, waarvoor we de magnetiseringsstroom van nul naar de Ω-waarde in de achtergrondrichtingen zullen veranderen.

Beginmoment: de stroom is nul, het ijzer is niet gemagnetiseerd, de magnetische inductie B = 0.

1e deel: magnetisatie door de stroom te veranderen van 0 naar een waarde van — + Ω.De inductie in het kernijzer zal eerst snel toenemen, daarna langzamer. Aan het einde van de operatie, op punt A, is het ijzer zo verzadigd met magnetische krachtlijnen dat het verder verhogen van de stroom (over + OM) de meest onbetekenende resultaten kan geven, daarom kan de magnetiseringsoperatie als voltooid worden beschouwd.

Magnetisering tot verzadiging betekent dat de moleculaire magneten in de kern, die aan het begin van het magnetiseringsproces in een volledige staat en toen nog slechts gedeeltelijk wanordelijk waren, nu bijna allemaal in ordelijke rijen zijn gerangschikt, noordpolen aan de ene kant, zuidpolen aan de andere waarom hebben we nu de noordpool aan de ene kant van de kern en de zuidpool aan de andere kant.

2de deel: verzwakking van het magnetisme door vermindering van de stroom van + OM naar 0 en volledige demagnetisatie bij stroom — OD. De magnetische inductie die langs de AC-curve verandert, bereikt de waarde van OC, terwijl de stroom al nul is. Deze magnetische inductie wordt restmagnetisme of restmagnetische inductie genoemd. Om demagnetisatie daarom volledig te vernietigen, is het noodzakelijk om de elektromagneet een tegenstroom te geven en deze op een waarde te brengen die overeenkomt met de ordinaat OD in de tekening.

3e deel: omgekeerde magnetisatie door de stroom te veranderen van — OD naar — OM1. De magnetische inductie die langs de curve DE toeneemt, zal het punt E bereiken dat overeenkomt met het verzadigingsmoment.

4de deel: verzwakking van het magnetisme door geleidelijk de stroom te verminderen van — OM1, tot nul (restmagnetisme OF) en daaropvolgende demagnetisatie door de richting van de stroom te veranderen en deze op de waarde + OH te brengen.

Vijfde deel: magnetisatie die overeenkomt met het proces van het eerste deel, waarbij de magnetische inductie van nul naar + MA wordt gebracht door de stroom te veranderen van + OH naar + OM.

NS Wanneer de demagnetisatiestroom tot nul afneemt, keren niet alle elementaire of moleculaire magneten terug naar hun vorige ongeordende toestand, maar sommige behouden hun positie die overeenkomt met de laatste richting van magnetisatie. Dit fenomeen van vertraging of behoud van magnetisme wordt hysteresis genoemd.