Hay histéresis magnética, ferroeléctrica, dinámica, elástica. También se encuentra en biología, ciencia del suelo, economía. Además, la esencia de esta definición es casi la misma. Pero el artículo se centrará en el magnético, aprenderás más sobre este fenómeno, de qué depende y cuándo se manifiesta. Este fenómeno se estudia en las universidades con un enfoque técnico, no está incluido en el currículo escolar, por lo que no todos lo conocen.
Histéresis magnética
Esta es una dependencia irreversible y ambigua del índice de magnetización de una sustancia (y estos son, por regla general, ferromagnetos ordenados magnéticamente) de un campo magnético externo. En este caso, el campo cambia constantemente, disminuyendo o aumentando. La razón general de la existencia de la histéresis es la presencia de un estado inestable y un estado estable al mínimo del potencial termodinámico, y también hay transiciones irreversibles entre ellos. La histéresis es también una manifestación de una transición de fase de orientación magnética de primer orden. Con ellos, se producen transiciones de una fase a otra debido a estados metaestables. La característica es un gráfico, que se denomina "bucle de histéresis". A veces también se le llama "curva de magnetización".
Circuito de histéresis
En el gráfico de M versus H puedes ver:
- Desde el estado cero, en el que M=0 y H=0, con un aumento de H, M también crece.
- Cuando el campo aumenta, la magnetización se vuelve casi constante e igual al valor de saturación.
- Cuando H disminuye, ocurre el cambio opuesto, pero cuando H=0, la magnetización M no será igual a cero. Este cambio se puede ver en la curva de desmagnetización. Y cuando H=0, M toma un valor igual a la magnetización residual.
- A medida que H aumenta en el rango –Hm… +Hm, la magnetización cambia a lo largo de la tercera curva.
- Las tres curvas que describen los procesos están conectadas y forman una especie de bucle. Es ella quien describe el fenómeno de la histéresis: los procesos de magnetización y desmagnetización.
Energía de magnetización
Un bucle se considera asimétrico cuando los máximos del campo H1, que se aplican en las direcciones inversa y directa, no son los mismos. Anteriormente se ha descrito un bucle, que es característico de un proceso de inversión de magnetización lento. Con ellos, se conservan las relaciones de cuasi-equilibrio entre los valores de H y M. Es necesario prestar atención al hecho de queque durante la magnetización o desmagnetización, M va a la zaga de H. Y esto lleva a que toda la energía que adquiere el material ferromagnético durante la magnetización no se transfiera completamente durante el ciclo de desmagnetización. Y esta diferencia entra en el calentamiento del ferromagneto. Y el ciclo de histéresis magnética resulta ser asimétrico en este caso.
Forma de bucle
La forma del bucle depende de muchos parámetros: magnetización, intensidad de campo, presencia de pérdidas, etc. La composición química del ferromagneto, su estado estructural, la temperatura, la naturaleza y distribución de los defectos, la presencia de procesamiento (térmico, termomagnético, mecánico). Por lo tanto, la histéresis de los ferroimanes se puede cambiar sometiendo los materiales a procesamiento mecánico. Esto cambia todas las características del material.
Pérdida de histéresis
Durante la remagnetización dinámica de un ferromagnético por un campo magnético alterno, se observan pérdidas. Además, representan solo una pequeña fracción de las pérdidas magnéticas totales. Si los bucles tienen la misma altura (el mismo valor máximo de magnetización M), el bucle de tipo dinámico es más ancho que el estático. Esto se debe a que a todas las pérdidas se le suman nuevas pérdidas. Estas son pérdidas dinámicas, generalmente están asociadas con corrientes de Foucault, viscosidad magnética. En suma, se obtienen pérdidas por histéresis bastante importantes.
Ferromagnetos de dominio único
BSi las partículas tienen diferentes tamaños, se produce el proceso de rotación. Esto sucede porque la formación de nuevos dominios es desfavorable desde el punto de vista energético. Pero el proceso de rotación de partículas se ve obstaculizado por la anisotropía (magnética). Puede tener un origen diferente: formarse en el cristal mismo, surgir debido a la tensión elástica, etc.). Pero es precisamente con la ayuda de esta anisotropía que el campo interno mantiene la magnetización. También se le llama campo de anisotropía magnética efectiva. Y la histéresis magnética surge debido al hecho de que la magnetización cambia en dos direcciones: hacia adelante y hacia atrás. Durante la remagnetización de ferromagnetos de un solo dominio, se producen varios s altos. El vector de magnetización M gira hacia el campo H. Además, el giro puede ser uniforme o no uniforme.
Ferromagnetos multidominio
En ellos, la curva de magnetización se construye de manera similar, pero los procesos son diferentes. Durante la inversión de la magnetización, los límites del dominio se desplazan. Por lo tanto, una de las causas de la histéresis puede ser el retraso en los cambios de frontera, así como los s altos irreversibles. A veces (si los ferromagnetos tienen un campo bastante grande), la histéresis magnética está determinada por el retraso en el crecimiento y la formación de núcleos de inversión de magnetización. Es a partir de estos núcleos que se forma la estructura de dominio de las sustancias ferromagnéticas.
Teoría de la histéresis
Hay que tener en cuenta que el fenómeno de histéresis magnética también se produce cuando el campo H gira, y no sólo cuando cambia de signo yTalla. Esto se denomina histéresis de la rotación magnética y corresponde a un cambio en la dirección de la magnetización M con un cambio en la dirección del campo H. La aparición de la histéresis de la rotación magnética también se observa cuando la muestra se gira relativa al campo fijo H.
La curva de magnetización también caracteriza la estructura magnética del dominio. La estructura cambia durante el paso de los procesos de magnetización e inversión de magnetización. Los cambios dependen de cuánto se desplacen los límites del dominio y de los efectos de un campo magnético externo. Absolutamente todo lo que puede retrasar todos los procesos descritos anteriormente pone a los ferroimanes en un estado inestable y provoca que se produzca una histéresis magnética.
Hay que tener en cuenta que la histéresis depende de muchos parámetros. La magnetización cambia bajo la influencia de factores externos: temperatura, tensión elástica, por lo tanto, se produce histéresis. En este caso, aparece una histéresis no solo en la magnetización, sino también en todas aquellas propiedades de las que depende. Como puede verse aquí, el fenómeno de la histéresis se puede observar no solo durante la magnetización del material, sino también durante otros procesos físicos asociados directa o indirectamente con él.
