Hi ha histèresis magnètica, ferroelèctrica, dinàmica, elàstica. També es troba en biologia, ciències del sòl, economia. A més, l'essència d'aquesta definició és gairebé la mateixa. Però l'article se centrarà en el magnètic, aprendràs més sobre aquest fenomen, de què depèn i quan es manifesta. Aquest fenomen s'estudia a les universitats amb un enfocament tècnic, no està inclòs en el currículum escolar, per la qual cosa no tothom ho sap.
Histèresi magnètica
Aquesta és una dependència irreversible i ambigua de l'índex de magnetització d'una substància (i aquests són, per regla general, ferroimants ordenats magnèticament) d'un camp magnètic extern. En aquest cas, el camp canvia constantment: disminueix o augmenta. El motiu general de l'existència de la histèresi és la presència d'un estat inestable i un estat estable al mínim del potencial termodinàmic, i també hi ha transicions irreversibles entre ells. La histèresi també és una manifestació d'una transició de fase d'orientació magnètica de primer ordre. Amb ells, les transicions d'una fase a una altra es produeixen a causa d'estats metaestables. La característica és un gràfic, que s'anomena "bucle d'histèresi". De vegades també s'anomena "corba de magnetització".
bucle d'histeresi
Al gràfic de M versus H podeu veure:
- A partir de l'estat zero, en què M=0 i H=0, amb un augment de H, M també creix.
- Quan el camp augmenta, la magnetització esdevé gairebé constant i igual al valor de saturació.
- Quan H disminueix, es produeix el canvi contrari, però quan H=0, la magnetització M no serà igual a zero. Aquest canvi es pot veure a partir de la corba de desmagnetització. I quan H=0, M pren un valor igual a la magnetització residual.
- A mesura que H augmenta en el rang –Hm… +Hm, la magnetització canvia al llarg de la tercera corba.
- Les tres corbes que descriuen els processos estan connectades i formen una mena de bucle. És ella qui descriu el fenomen de la histèresi: els processos de magnetització i desmagnetització.
Energia de magnetització
Un bucle es considera asimètric en el cas en què els màxims del camp H1, que s'apliquen en sentit invers i endavant, no són els mateixos. Més amunt s'ha descrit un bucle, que és característic d'un procés d'inversió de magnetització lent. Amb ells, es conserven relacions de quasi-equilibri entre els valors de H i M. Cal parar atenció al fet queque durant la magnetització o desmagnetització, M queda endarrerida per H. I això porta al fet que tota l'energia que adquireix el material ferromagnètic durant la magnetització no es transfereix completament durant el cicle de desmagnetització. I aquesta diferència entra tot en l'escalfament del ferroimant. I el bucle d'histèresi magnètica resulta ser asimètric en aquest cas.
Forma de bucle
La forma del bucle depèn de molts paràmetres: magnetització, intensitat de camp, presència de pèrdues, etc. La composició química del ferroimant, el seu estat estructural, la temperatura, la naturalesa i distribució dels defectes, la presència de processament (tèrmic, termomagnètic, mecànic). Per tant, la histèresi dels ferroimants es pot canviar sotmetent els materials a un processament mecànic. Això canvia totes les característiques del material.
Pèrdua d'histèresi
Durant la remagnetització dinàmica d'un ferroimant per un camp magnètic altern, s'observen pèrdues. A més, representen només una petita fracció de les pèrdues magnètiques totals. Si els bucles tenen la mateixa alçada (el mateix valor màxim de magnetització M), el bucle de tipus dinàmic és més ample que l'estàtic. Això es deu al fet que a totes les pèrdues s'afegeixen noves pèrdues. Es tracta de pèrdues dinàmiques, normalment s'associen a corrents de Foucault, viscositat magnètica. En resum, s'obtenen pèrdues d'histèresi força importants.
Ferroimants d'un sol domini
BSi les partícules tenen mides diferents, es produeix el procés de rotació. Això passa perquè la formació de nous dominis és desfavorable des del punt de vista energètic. Però el procés de rotació de partícules es veu obstaculitzat per l'anisotropia (magnètica). Pot tenir un origen diferent: formar-se en el propi cristall, sorgir a causa d'una tensió elàstica, etc.). Però és precisament amb l'ajuda d'aquesta anisotropia que la magnetització es manté pel camp intern. També s'anomena camp d'anisotropia magnètica efectiva. I la histèresi magnètica sorgeix a causa del fet que la magnetització canvia en dues direccions: cap endavant i cap enrere. Durant la remagnetització de ferroimants d'un sol domini, es produeixen diversos s alts. El vector de magnetització M gira cap al camp H. A més, el gir pot ser uniforme o no uniforme.
Ferroimants multidomini
En ells, la corba de magnetització es construeix de manera similar, però els processos són diferents. Durant la inversió de la magnetització, els límits del domini es canvien. Per tant, una de les causes de la histèresi pot ser el retard en els desplaçaments de límits, així com els s alts irreversibles. De vegades (si els ferroimants tenen un camp bastant gran), la histèresi magnètica està determinada pel retard en el creixement i la formació de nuclis d'inversió de magnetització. És a partir d'aquests nuclis on es forma l'estructura del domini de les substàncies ferromagnètiques.
Teoria de la histèresi
S'ha de tenir en compte que el fenomen d'histèresi magnètica també es produeix quan el camp H gira, i no només quan canvia de signe imida. Això s'anomena histèresi de la rotació magnètica i correspon a un canvi en la direcció de la magnetització M amb un canvi en la direcció del camp H. També s'observa l'ocurrència de la histèresi de la rotació magnètica quan la mostra es gira relativament. al camp fix H.
La corba de magnetització també caracteritza l'estructura magnètica del domini. L'estructura canvia durant el pas dels processos de magnetització i inversió de magnetització. Els canvis depenen de fins a quin punt es desplacen els límits del domini i dels efectes d'un camp magnètic extern. Absolutament tot el que pot retardar tots els processos descrits anteriorment posa els ferroimants en un estat inestable i fa que es produeixi una histèresi magnètica.
S'ha de tenir en compte que la histèresi depèn de molts paràmetres. La magnetització canvia sota la influència de factors externs: temperatura, estrès elàstic, per tant, es produeix histèresi. En aquest cas, una histèresi apareix no només en la magnetització, sinó també en totes aquelles propietats de les quals depèn. Com es pot veure des d'aquí, el fenomen de la histèresi es pot observar no només durant la magnetització del material, sinó també durant altres processos físics associats directament o indirectament amb ell.
