Ada histeresis magnet, feroelektrik, dinamis, elastis. Ini juga ditemukan dalam biologi, ilmu tanah, ekonomi. Apalagi inti dari definisi ini hampir sama. Tetapi artikel ini akan fokus pada magnet, Anda akan belajar lebih banyak tentang fenomena ini, tergantung pada apa dan kapan itu memanifestasikan dirinya. Fenomena ini dipelajari di perguruan tinggi dengan fokus teknis, tidak termasuk dalam kurikulum sekolah, sehingga tidak semua orang mengetahuinya.
Histeresis magnetik
Ini adalah ketergantungan yang tidak dapat diubah dan ambigu dari indeks magnetisasi suatu zat (dan ini, sebagai aturan, feromagnet yang dipesan secara magnetis) pada medan magnet eksternal. Dalam hal ini, bidangnya terus berubah - berkurang atau bertambah. Alasan umum keberadaan histeresis adalah adanya keadaan tidak stabil dan keadaan stabil pada potensial termodinamika minimum, dan ada juga transisi ireversibel di antara mereka. Histeresis juga merupakan manifestasi dari transisi fase orientasi magnetik orde pertama. Dengan mereka, transisi dari satu fase ke fase lain terjadi karena keadaan metastabil. Karakteristiknya adalah graf, yang disebut "loop histeresis". Kadang-kadang juga disebut "kurva magnetisasi".
Lingkaran histeresis
Pada grafik M versus H Anda dapat melihat:
- Dari keadaan nol, di mana M=0 dan H=0, dengan peningkatan H, M juga tumbuh.
- Ketika medan meningkat, magnetisasi menjadi hampir konstan dan sama dengan nilai saturasi.
- Ketika H berkurang, terjadi perubahan sebaliknya, tetapi ketika H=0, magnetisasi M tidak akan sama dengan nol. Perubahan ini dapat dilihat dari kurva demagnetisasi. Dan ketika H=0, M mengambil nilai yang sama dengan magnetisasi sisa.
- Seiring kenaikan H dalam kisaran –Hm… +Hm, magnetisasi berubah sepanjang kurva ketiga.
- Ketiga kurva yang menggambarkan proses terhubung dan membentuk semacam loop. Dialah yang menggambarkan fenomena histeresis - proses magnetisasi dan demagnetisasi.
Energi magnetisasi
Sebuah loop dianggap asimetris dalam kasus ketika maxima bidang H1, yang diterapkan dalam arah mundur dan maju, tidak sama. Sebuah loop telah dijelaskan di atas, yang merupakan karakteristik dari proses pembalikan magnetisasi yang lambat. Dengan mereka, hubungan kuasi-ekuilibrium antara nilai-nilai H dan M dipertahankan. Penting untuk memperhatikan fakta bahwabahwa selama magnetisasi atau demagnetisasi, M tertinggal di belakang H. Dan ini mengarah pada fakta bahwa semua energi yang diperoleh oleh bahan feromagnetik selama magnetisasi tidak sepenuhnya ditransfer selama siklus demagnetisasi. Dan perbedaan ini berlaku untuk pemanasan feromagnet. Dan loop histeresis magnetik ternyata asimetris dalam kasus ini.
Bentuk Lingkaran
Bentuk loop tergantung pada banyak parameter - magnetisasi, kekuatan medan, adanya kerugian, dll. Komposisi kimia feromagnet, keadaan strukturalnya, suhu, sifat dan distribusi cacat, keberadaan pemrosesan (termal, termomagnetik, mekanis). Oleh karena itu, histeresis feromagnet dapat diubah dengan menjadikan bahan tersebut diproses secara mekanis. Ini mengubah semua karakteristik material.
Hysteresis loss
Selama remagnetisasi dinamis feromagnet oleh medan magnet bolak-balik, kerugian diamati. Selain itu, mereka hanya membuat sebagian kecil dari total kerugian magnetik. Jika loop memiliki ketinggian yang sama (nilai maksimum magnetisasi M yang sama), loop tipe dinamis lebih lebar daripada loop statis. Ini karena fakta bahwa kerugian baru ditambahkan ke semua kerugian. Ini adalah kerugian dinamis, mereka biasanya dikaitkan dengan arus eddy, viskositas magnetik. Singkatnya, kerugian histeresis yang cukup signifikan diperoleh.
Feromagnet domain tunggal
BJika partikel memiliki ukuran yang berbeda, proses rotasi terjadi. Ini terjadi karena pembentukan domain baru tidak menguntungkan dari sudut pandang energi. Namun proses rotasi partikel terhalang oleh anisotropi (magnetik). Ini dapat memiliki asal yang berbeda - terbentuk dalam kristal itu sendiri, timbul karena tekanan elastis, dll.). Tetapi justru dengan bantuan anisotropi inilah magnetisasi ditahan oleh medan internal. Ini juga disebut medan anisotropi magnetik efektif. Dan histeresis magnetik muncul karena fakta bahwa magnetisasi berubah dalam dua arah - maju dan mundur. Selama remagnetisasi feromagnet domain tunggal, beberapa lompatan terjadi. Vektor magnetisasi M berputar ke arah medan H. Selain itu, putarannya bisa seragam atau tidak seragam.
Feromagnet multidomain
Di dalamnya, kurva magnetisasi dibangun dengan cara yang sama, tetapi prosesnya berbeda. Selama pembalikan magnetisasi, batas domain bergeser. Oleh karena itu, salah satu penyebab histeresis mungkin adalah penundaan pergeseran batas, serta lompatan ireversibel. Kadang-kadang (jika feromagnet memiliki medan yang cukup besar), histeresis magnetik ditentukan oleh keterlambatan pertumbuhan dan pembentukan inti pembalikan magnetisasi. Dari inti inilah struktur domain zat feromagnetik terbentuk.
Teori histeresis
Perlu diperhatikan bahwa fenomena histeresis magnetik juga terjadi ketika medan H berputar, dan tidak hanya ketika berubah tanda danukuran. Ini disebut histeresis rotasi magnet dan sesuai dengan perubahan arah magnetisasi M dengan perubahan arah medan H. Terjadinya histeresis rotasi magnetik juga diamati ketika sampel diputar relatif ke bidang tetap H.
Kurva magnetisasi juga mencirikan struktur magnetik domain. Struktur berubah selama proses magnetisasi dan pembalikan magnetisasi. Perubahan tergantung pada seberapa jauh batas domain bergeser dan pada efek medan magnet eksternal. Benar-benar segala sesuatu yang dapat menunda semua proses yang dijelaskan di atas menempatkan feromagnet dalam keadaan tidak stabil dan menyebabkan histeresis magnetik terjadi.
Harus diperhitungkan bahwa histeresis bergantung pada banyak parameter. Magnetisasi berubah di bawah pengaruh faktor eksternal - suhu, tegangan elastis, oleh karena itu, histeresis terjadi. Dalam hal ini, histeresis muncul tidak hanya di magnetisasi, tetapi juga di semua properti yang bergantung padanya. Seperti yang dapat dilihat dari sini, fenomena histeresis dapat diamati tidak hanya selama magnetisasi material, tetapi juga selama proses fisik lain yang terkait secara langsung atau tidak langsung dengannya.
