Histerezis “ gecikme ”, manyetik alanı onlardan çıkardıktan sonra manyetik akının ferromanyetik malzemede geciktiği ferromanyetik malzemelerin özelliğidir. Bu dış manyetik alan kaldırıldığında, atomların çoğu manyetik durumlarında kalır ve malzeme mıknatıslanır. Bu olaya histerezis denir.
Histerezis Döngüsü ve B-H Eğrisi
Mıknatıslanma kuvveti H ve akı yoğunluğunun B grafiği dört çeyrekli bir eğridir ve bu eğriye B-H eğrisi denir. Bu grafiksel gösterim bize malzemenin geçirgenlik, zorlayıcı, isteksizlik ve artık akı gibi farklı manyetik özelliklerini anlatır.
Bobinin çekirdeği olarak manyetik bir malzemeyi düşünün. Değişken bir direnç üzerinden DC güç kaynağı uygulandığında, bobinden geçen akım buna göre değişir. Mıknatıslanma kuvveti akımla doğru orantılıdır ve şu şekilde verilir:
H mıknatıslanma kuvvetidir. Akım I arttığında, manyetik kuvvet H artar ve dolayısıyla manyetik akı yoğunluğu B artar. Belirli bir B değerinde çekirdek malzemedeki tüm atomlar manyetik alan yönünde hizalanır ve tamamen mıknatıslanır. Bu noktaya doyma noktası denir ve akımın daha da artmasıyla mıknatıslanmada bir değişiklik olmaz.
Güç kaynağını kesersek, akım I ve mıknatıslama kuvveti H sıfıra düşer ancak çekirdek malzemedeki bazı atomlar aynı hizada kalır ve malzemede manyetizma gösterir. Çekirdek malzemenin mıknatıslama kuvveti ortadan kaldırıldıktan sonra mıknatıslanmış halde kalması özelliğine '' denir. Kalıcılık ”.
B-H Eğrisi
0'dan a'ya
Güç kaynağı uygulandığında, bobindeki akım sıfırdan belirli bir değere değişir, manyetik kuvvet H artar ve dolayısıyla manyetik akı B artar ve her ikisi de grafikte 0-a yolunu izler. Belirli bir manyetik akı B değerinde, tüm atomlar mıknatıslanır ve manyetik alanın daha fazla uygulanmasıyla çekirdek malzemenin atomlarında herhangi bir değişiklik olmaz. Bu maksimum akı yoğunluğu Bmax'tır ve mıknatıslama kuvveti Hmaks .
a'dan b'ye
Şimdi, akımın azaltılmasıyla manyetik kuvvet H azalır ve dolayısıyla manyetik akı B azalır. Ancak bu durumda B ve H önceki yolu izlemezler, bunun yerine yolu takip ederler” a-b ” grafikte.
Noktada ' B Akım I ve manyetik kuvvet H sıfırdır, ancak B sıfır değildir, B'nin H'nin gerisindeki bu gecikmesine histerezis denir ve manyetik akı yoğunluğunun B'nin H'nin gerisindeki bu değerine artık mıknatıslanma Br denir.
b'den c'ye
Akımın yönü tersine çevrildiğinde H tersine döner ve banyodan sonra Br değeri düşer” M.Ö ”. Noktada ' C ”, Br sıfır olur. Negatif değer “ H B’nin değerinin sıfır olduğu c noktasına “” denir. Zorlayıcı kuvvet ”.
c'den d'ye
Akım ters yönde daha da artırıldığında H ve B ters döner ve 'yolunu takip eder' CD ” ve ters akımın belirli bir değerinde, B'nin değeri ters yönde maksimum olur ve “ noktasında doyum oluşur. B ”.
d'den e'ye
Şimdi akım negatif değerden sıfıra yükselirse H artar. Noktada ' Bu ” hem akım I hem de manyetik kuvvet sıfır olur, ancak B sıfır değildir ve negatifte belirli bir değere sahiptir. Nokta ' Bu Grafikteki ”, Artık Manyetizmanın (-Br) negatif değerini vermektedir.
e'den f'ye
Akımın değeri arttıkça H'nin değeri artar. B ve H “yolu takip ediyor” e-f ”. Noktada ' F ” Hem akım I hem de mıknatıslama kuvveti H belirli bir değere sahiptir, ancak B sıfırdır.
f'den a'ya
Yine I akımının daha da artmasıyla H ve B'nin değeri artar ve yolu takip eder “f-a” . Noktada ' A ” yine doygunluk meydana gelir ve çekirdek malzemedeki tüm atomlar mıknatıslanır ve manyetik alan yönünde hizalanır.
Histerezis döngüsü
Manyetik akı yoğunluğu B ile mıknatıslama kuvveti H arasındaki bu grafiğe B-H eğrisi denir ve akım sıfırdan pozitife, pozitiften sıfıra, sıfırdan negatife, negatiften sıfıra ve tekrar sıfırdan pozitife değişirken B ve H tarafından takip edilen kapalı yol histerezis döngüsü denir.
Farklı ferromanyetik malzemeler, histerezis döngüsünün farklı boyutunu ve şeklini verir. Yumuşak ferromanyetik malzeme dar histerezis döngüsü verir, kolayca mıknatıslanabilir ve manyetikliği giderilebilir ve transformatörlerde kullanıma uygundur.
Kalıcılık
Kalıcılık, indüklenen manyetik alanın kaldırılmasından sonra mıknatıslanmayı koruyan herhangi bir malzemenin özelliğidir.
Zorlayıcılık
Malzemenin tamamen manyetikliğini gidermek için gereken ters yönde uygulanan manyetik alanın kuvvetine bilinen zorlayıcılık denir. Akım kesildikten sonra malzemeyi tamamen manyetiklikten arındırmak için zorlayıcı kuvvet uygulanmalıdır. Üzerinde iş yapılır ve enerji, ısı şeklinde malzemeden dağılır. Malzemeden yayılan ısı; B-H eğrisinde Hc tarafından verilen histerezis kaybı olarak bilinir.
Çözüm
Manyetik alan kaldırıldıktan sonra ferromanyetik malzemede kalan manyetik akı histerezis olarak adlandırılır. Ferromanyetik malzemeyi tamamen manyetiklikten arındırmak için zorlayıcı kuvvet adı verilen bir kuvvete ihtiyaç vardır ve üzerinde ısının yayılmasına neden olacak bir iş yapılır. Mıknatıslama kuvveti H ile manyetik akı yoğunluğu B arasındaki grafiksel gösterim B-H eğrisini verir ve B ve H tarafından takip edilen kapalı yola histerezis döngüsü denir.