منحنی پسماند در مواد مغناطیسی

منحنی پسماند مواد مغناطیسی
آنچه در این مقاله خواهید خواند:

منحنی پسماند در مواد مغناطیسی

در ابتدا پارامترهای مغناطیسی را تعریف می‌کنیم. حلقه پسماند مغناطیسی بر روی محورهای X و Y ترسیم می‌شود. شکل (1) محور X نمایشگر H و واحد آن در سیستم cgs (اورستدOe) و در سیستم mks(kA/m) است. محور Y نمایشگر B و واحد آن در سیستم cgs (گوس G) و در سیستم mks (تسلا T) است. محور H نمایش بزرگی میدان مغناطیسی خارجی در ماده مغناطیسی است. محورB نمایش القا است. در هوا 1 اورستد= 1 گوس است تنها تفاوت آن‌ها در این است که واحد اورستد به میدان خارجی مربوط می‌شود. گاوس نتیجه القا مغناطیسی است که اندازه گیری می‌شود. منحنی B-H به چهار قسمت (ربع) تقسیم می‌شود ربع اول مغناطیس کننده و ربع دوم مغناطیس زدا است.

شکل (1)تقسیم‌بندی حلقه پسماند
در شکل (2) دو نوع پسماند را برای هر آهنربای دائمی نشان می‌دهد. حلقه پسماند معمول و پسماند ذاتی.
در هر ربع دو منحنی پسماند تفاوت‌هایی را دارند که توسط B و H تعیین می‌شوند. در ربع اول B=Bi+(+H) یا B=Bi+H در ربع دوم شرایط به نحو دیگری است و B=Bi+(-H) یا B=Bi-H
مواد فرومغناطیس و فری مغناطیس در حلقه پسماند دارای مغناطش غیر خطی اولیه هستند،همچنانکه مغناطش متناسب  با میدان خارجی اعمال شده در حال افزایش می‌باشد سبب تغییر در ساختار حوزه مغناطیسی می‌شود. این مواد نشان می‌دهند مغناطش ایجاد شده در حلقه پسماند  پس از قطع میدان خارجی به صفر بر نمی‌گردند. در شکل (2) نمونه‌ای از حلقه پسماند مشاهده می‌شود که شامل دو منحنی است. منحنی معمول (B-H) و منحنی ذاتی (M-H)هر دو آن‌ها به ترتیب با رنگ‌های آبی و قرمز در شکل (2) مشاهده می‌شوند.

شکل (2) منحنی پسماند (B-H) با رنگ آبی و منحنی پسماند (M-H) با رنگ قرمز را نشان می‌دهد.
در ربع اول حلقه پسماند  با افزایش شدت میدان خارجی بر یک نمونه جسم فری مغناطیس که وامغناطیده است، مغناطش اولیه (خط نقطه‌چین)، نیز افزایش می‌یابد. در ربع اول جهت مغناطش و میدان خارجی مثبت هستند یعنی هر دو در یک جهت می‌باشند. در مرحله اول افزایش، مغناطش بخاطر رشد حوزه های هم جهت است که در جهت آسان بلور مغناطیده می‌شوند سپس جهت مغناطش حوزه‌ها به سمت جهت میدان خارجی می‌چرخند وقتی جهت همه حوزه‌ها به سمت میدان خارجی منظم شد با افزایش میدان مقدار مغناطش ایجاد شده در جسم مغناطیده شده افزایش نمی‌یابد در این حالت جسم مغناطیسی به اشباع رسیده است.
اگر میدان خارجی پس از اشباع ماده قطع شود، مغناطش در امتداد خط قرمز تا محور y جائیکه (H=0) است کاهشی در مغناطش ایجاد می‌شود که ناشی از برگشت حوزه‌ها در جهت آسان مغناطیسی است. در شکل (2) خط از نقطه اشباع تا محور  y تقریبا افقی است که نشان می‌دهد حوزه‌های ماده مغناطیسی بخوبی منظم شده‌اند. یعنی حوزه‌ها در جهت آسان بلورین تا نقطه اشباع مغناطیده شده‌اند.
اگر جهت میدان اعمال شده معکوس شود، در اینصورت مغناطش از خط قرمز در ربع دوم پیروی می‌کند.
معنی پسماند این است که مغناطش نسبت به میدان اعمال شده دارای تاخیر است و به فوریت بسمت ربع سوم تغییر جهت نمی‌دهد(مقادیر منفی مغناطش).
برای  تغییر جهت مغناطش لازم است میدان مغناطیسی خارجی  که به اندازه کافی بالا باشد و به جسم مغناطیسی وارد می‌شود،طی شرایط زیر مغناطش ابتدا کاهش می‌یابد:
رشد حوزه‌ها منظم با در نظر گرفتن جهت میدان یا چرخش جهت مغناطش حوزه‌ها به سمت میدان. پس از اعمال میدان مغناطیسی به اندازه کافی بالا مغناطش اشباعی در جهت خلاف (منفی) ایجاد می‌شود. بنابراین اگر میدان کاهش یابد و دوباره در جهت مثبت اعمال شود بنابراین حلقه پسماند کامل رسم می‌شود. اگر میدان بطور مکرر از جهت مثبت به منفی تغییر کند، مغناطش حول حلقه پسماند در جهت خلاف عقربه ساعت طی می‌گردد. سطح داخلی حلقه پسماند معرف مقدار انرژی جذب شده بوسیله جسم مغناطیده  طی هر دوره کامل حلقه پسماند است.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Set your categories menu in Header builder -> Mobile -> Mobile menu element -> Show/Hide -> Choose menu
Shopping cart
Start typing to see posts you are looking for.