არსებობს ჰისტერეზის მაგნიტური, ფეროელექტრული, დინამიური, ელასტიური. ის ასევე გვხვდება ბიოლოგიაში, ნიადაგმცოდნეობაში, ეკონომიკაში. უფრო მეტიც, ამ განმარტების არსი თითქმის იგივეა. მაგრამ სტატიაში ყურადღება გამახვილდება მაგნიტურზე, თქვენ გაიგებთ უფრო მეტს ამ ფენომენის შესახებ, რაზეა დამოკიდებული და როდის ვლინდება იგი. ეს ფენომენი შესწავლილია უნივერსიტეტებში ტექნიკური ფოკუსით, ის არ შედის სასკოლო სასწავლო გეგმაში, ამიტომ ყველამ არ იცის ამის შესახებ.
ჰისტერეზის მაგნიტური
ეს არის ნივთიერების მაგნიტიზაციის ინდექსის შეუქცევადი და ორაზროვანი დამოკიდებულება გარე მაგნიტურ ველზე. ამ შემთხვევაში ველი მუდმივად იცვლება – მცირდება ან იზრდება. ჰისტერეზის არსებობის ზოგადი მიზეზი არის არასტაბილური მდგომარეობისა და სტაბილური მდგომარეობის არსებობა თერმოდინამიკური პოტენციალის მინიმუმზე და ასევე არის შეუქცევადი გადასვლები მათ შორის.ჰისტერეზი ასევე არის პირველი რიგის მაგნიტური ორიენტაციის ფაზის გადასვლის გამოვლინება. მათთან ერთად, ერთი ფაზიდან მეორეზე გადასვლა ხდება მეტასტაბილური მდგომარეობების გამო. მახასიათებელი არის გრაფიკი, რომელსაც ეწოდება "ჰისტერეზის მარყუჟი". ზოგჯერ მას ასევე უწოდებენ "მაგნიტიზაციის მრუდს".
ჰისტერეზის ციკლი
გრაფიკზე M და H ხედავთ:
- ნულოვანი მდგომარეობიდან, სადაც M=0 და H=0, H-ის მატებასთან ერთად, M ასევე იზრდება.
- როდესაც ველი იზრდება, მაგნიტიზაცია ხდება თითქმის მუდმივი და უდრის გაჯერების მნიშვნელობას.
- როდესაც H მცირდება, საპირისპირო ცვლილება ხდება, მაგრამ როცა H=0, მაგნიტიზაცია M არ იქნება ნულის ტოლი. ეს ცვლილება ჩანს დემაგნიტიზაციის მრუდიდან. და როდესაც H=0, M იღებს ნარჩენი მაგნიტიზაციის ტოლ მნიშვნელობას.
- როგორც H იზრდება დიაპაზონში –Hm… +Hm, მაგნიტიზაცია იცვლება მესამე მრუდის გასწვრივ.
- პროცესების აღწერის სამივე მრუდი დაკავშირებულია და ქმნის ერთგვარ მარყუჟს. სწორედ ის აღწერს ჰისტერეზის ფენომენს - მაგნიტიზაციისა და დემაგნიტიზაციის პროცესებს.
მაგნიტიზაციის ენერგია
მარყუჟი ასიმეტრიულად ითვლება იმ შემთხვევაში, როდესაც H1 ველის მაქსიმუმი, რომელიც გამოიყენება საპირისპირო და წინსვლის მიმართულებით, არ არის ერთნაირი. ზემოთ აღწერილია მარყუჟი, რომელიც დამახასიათებელია ნელი მაგნიტიზაციის შებრუნების პროცესისთვის. მათთან ერთად შენარჩუნებულია კვაზი-ბალანსური ურთიერთობები H და M მნიშვნელობებს შორის. აუცილებელია ყურადღება მიაქციოთ იმას, რომრომ მაგნიტიზაციის ან დემაგნიტიზაციის დროს M ჩამორჩება H. და ეს მივყავართ იმ ფაქტს, რომ მთელი ენერგია, რომელსაც იძენს ფერომაგნიტური მასალა მაგნიტიზაციის დროს, სრულად არ გადადის დემაგნიტიზაციის ციკლის დროს. და ეს განსხვავება მთლიანად ფერომაგნიტის გათბობაში მიდის. და მაგნიტური ჰისტერეზის მარყუჟი ამ შემთხვევაში ასიმეტრიული აღმოჩნდება.
მარყუჟის ფორმა
მარყუჟის ფორმა დამოკიდებულია ბევრ პარამეტრზე - მაგნიტიზაციაზე, ველის სიძლიერეზე, დანაკარგების არსებობაზე და ა.შ. ფერომაგნიტის ქიმიური შემადგენლობა, მისი სტრუქტურული მდგომარეობა, ტემპერატურა, დეფექტების ბუნება და განაწილება, დამუშავება (თერმო, თერმომაგნიტური, მექანიკური). ამრიგად, ფერომაგნიტების ჰისტერეზი შეიძლება შეიცვალოს მასალების მექანიკური დამუშავების გზით. ეს ცვლის მასალის ყველა მახასიათებელს.
ჰისტერეზის დაკარგვა
ფერომაგნიტის დინამიური ხელახალი მაგნიტიზაციის დროს ალტერნატიული მაგნიტური ველით შეინიშნება დანაკარგები. უფრო მეტიც, ისინი შეადგენენ მთლიანი მაგნიტური დანაკარგების მხოლოდ მცირე ნაწილს. თუ მარყუჟებს აქვთ იგივე სიმაღლე (მაგნიტიზაციის იგივე მაქსიმალური მნიშვნელობა M), დინამიური ტიპის მარყუჟი უფრო ფართოა ვიდრე სტატიკური. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ყველა დანაკარგს ემატება ახალი დანაკარგები. ეს არის დინამიური დანაკარგები, ისინი ჩვეულებრივ ასოცირდება მორევთან, მაგნიტურ სიბლანტესთან. საერთო ჯამში მიიღება საკმაოდ მნიშვნელოვანი ჰისტერეზის დანაკარგები.
ერთდომენიანი ფერომაგნიტები
Bთუ ნაწილაკებს აქვთ სხვადასხვა ზომის, ბრუნვის პროცესი ხდება. ეს იმიტომ ხდება, რომ ახალი დომენების ფორმირება არახელსაყრელია ენერგეტიკული თვალსაზრისით. მაგრამ ნაწილაკების ბრუნვის პროცესს აფერხებს ანიზოტროპია (მაგნიტური). მას შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული წარმოშობა - წარმოიქმნება თავად კრისტალში, წარმოიქმნება ელასტიური სტრესის გამო და ა.შ.). მაგრამ სწორედ ამ ანისოტროპიის დახმარებით ხდება მაგნიტიზაცია შიდა ველის მიერ. მას ასევე უწოდებენ ეფექტურ მაგნიტურ ანიზოტროპიულ ველს. და მაგნიტური ჰისტერეზი წარმოიქმნება იმის გამო, რომ მაგნიტიზაცია იცვლება ორი მიმართულებით - წინ და უკან. ერთდომენიანი ფერომაგნიტების ხელახალი მაგნიტიზაციის დროს ხდება რამდენიმე ნახტომი. მაგნიტიზაციის ვექტორი M ბრუნავს H ველისკენ. გარდა ამისა, შემობრუნება შეიძლება იყოს ერთგვაროვანი ან არაერთგვაროვანი.
მრავალდომენიანი ფერომაგნიტები
მათში მაგნიტიზაციის მრუდი აგებულია ანალოგიურად, მაგრამ პროცესები განსხვავებულია. მაგნიტიზაციის უკუქცევის დროს დომენის საზღვრები იცვლება. ამიტომ, ჰისტერეზის ერთ-ერთი მიზეზი შეიძლება იყოს საზღვრების გადანაცვლების შეფერხება, ასევე შეუქცევადი ნახტომები. ზოგჯერ (თუ ფერომაგნიტებს საკმაოდ დიდი ველი აქვთ), მაგნიტური ჰისტერეზი განისაზღვრება ზრდის შეფერხებით და მაგნიტიზაციის შებრუნებული ბირთვების წარმოქმნით. სწორედ ამ ბირთვებიდან ყალიბდება ფერომაგნიტური ნივთიერებების დომენური სტრუქტურა.
ჰისტერეზის თეორია
გასათვალისწინებელია, რომ მაგნიტური ჰისტერეზის ფენომენი ასევე ჩნდება H ველის ბრუნვისას და არა მხოლოდ მაშინ, როდესაც ის იცვლება ნიშნით დაზომა. ამას ეწოდება მაგნიტური ბრუნვის ჰისტერეზისი და შეესაბამება M მაგნიტიზაციის მიმართულების ცვლილებას H ველის მიმართულების ცვლილებით. მაგნიტური ბრუნვის ჰისტერეზის წარმოქმნა ასევე შეინიშნება ნიმუშის შედარებით ბრუნვისას. ფიქსირებულ ველზე H.
დამაგნიტიზაციის მრუდი ასევე ახასიათებს დომენის მაგნიტურ სტრუქტურას. სტრუქტურა იცვლება მაგნიტიზაციისა და მაგნიტიზაციის შებრუნების პროცესების გავლისას. ცვლილებები დამოკიდებულია იმაზე, თუ რამდენად შორს გადაინაცვლებს დომენის საზღვრები და გარე მაგნიტური ველის ეფექტებზე. აბსოლუტურად ყველაფერი, რასაც შეუძლია შეაფერხოს ზემოთ აღწერილი ყველა პროცესი, ფერომაგნიტებს არასტაბილურ მდგომარეობაში აყენებს და იწვევს მაგნიტურ ჰისტერეზის წარმოქმნას.
გასათვალისწინებელია, რომ ჰისტერეზი დამოკიდებულია ბევრ პარამეტრზე. მაგნიტიზაცია იცვლება გარე ფაქტორების გავლენით - ტემპერატურა, ელასტიური სტრესი, შესაბამისად, ხდება ჰისტერეზი. ამ შემთხვევაში, ჰისტერეზი ჩნდება არა მხოლოდ მაგნიტიზაციაში, არამედ ყველა იმ თვისებაში, რომელზედაც ეს დამოკიდებულია. როგორც აქედან ჩანს, ჰისტერეზის ფენომენი შეიძლება შეინიშნოს არა მხოლოდ მასალის მაგნიტიზაციის დროს, არამედ მასთან პირდაპირ თუ ირიბად დაკავშირებული სხვა ფიზიკური პროცესების დროსაც.
