Wat is hysteresis-verlies?

Wat is Hysteresis Verlies?

Hysteresis verlies verwys na die energieverlies wat in ferromagnetiese materiale (soos yskerne) as gevolg van die hysteresis-effek tydens die magnetiseringsproses plaasvind. Wanneer die buiteste magneetveld verander, volg die magnetisering van die ferromagnetiese materiaal nie onmiddellik die verandering in die magneetveld nie; eerder is daar 'n vertragting. Spesifiek, wanneer die magneetveldsterkte terugkeer na nul, keer die magnetisering nie volledig terug na nul nie, maar vereis 'n omgekeerde magneetveld om die residuële magnetisering te elimineer. Hierdie vertragting lei tot energie wat as warmte verlies word, bekend as hysteresis verlies.

Die hysteresis lus is 'n grafiese voorstelling van hierdie verskynsel, wat die verhouding tussen magneetveldsterkte (H) en magneetfluxe digtheid (B) wys. Die area binne die hysteresis lus verteenwoordig die energieverlies per eenheid volume van die materiaal vir elke volledige siklus van magnetisering.

Rol van Hysteresis Verlies in Magneetkringe

Energieverlies:

In transformateurs, moontlike, en ander elektromagnetiese toestelle is die kern tipies gemaak van ferromagnetiese materiaal. Terwyl hierdie toestelle bedryf, verander die magneetveld binne die kern gereeld rigting en sterkte. Elke verandering in die magneetveld lei tot hysteresis verlies, wat resulteer in energie wat as warmte verlies word.

Hierdie energieverlies verminder die algehele effektiwiteit van die toestel omdat sommige van die insetenergie verspil word deur die kern te verhit, eerder as gebruik te word vir die beoogde werk.

Temperatuurstyg:

Die warmte wat deur hysteresis verlies gegenereer word, kan die kertemperatuur laat styg. As die temperatuur te hoog word, kan dit isolasie-materiaal skade, die leeftyd van die toerusting verkort, of selfs faling veroorsaak.

Daarom is dit belangrik, wanneer ferromagnetiese materiale ontwerp en gekies word, om hul hysteresis-eienskappe te oorweeg om onnodige warmtegenereering te minimeer.

Impak op Toestel Prestasie:

Hoë hysteresis verlies kan die effektiwiteit van die toestel verminder, veral in hoëfrekwensie-toepassings waar hierdie verliese besonder betekenisvol is. Om effektiwiteit te verbeter, word dikwels laag-koesiviteit en laag-hysteresis-verlies materiale soos silikonstaal of amorfiese legers gekies.

In sommige gevalle kan die magneetkringontwerp geoptimaliseer word om die frekwensie van magneetfluxe-digtheid veranderinge te verminder, en dus hysteresis verlies te minimaliseer.

Berekening van Hysteresis Verlies:

Hysteresis verlies kan beraam word met die Steinmetz vergelyking:

waar, Wh is die hysteresis verlies per eenheid volume (wat per kubieke meter);

kh is 'n konstante verband aan die materiaal;

f is die frekwensie van magneetveld veranderinge (hertz);

Bm is die maksimum magneetfluxe digtheid (tesla);

n is 'n empiriese eksponent, tipies tussen 1.6 en 2.0.

Opsomming

Hysteresis verlies is die energieverlies veroorsaak deur die hysteresis-effek in ferromagnetiese materiale, hoofsaaklik uitgebeeld as warmte. In magneetkringe het dit 'n impak op die effektiwiteit en temperatuurstyg van toestelle, sodat voorzigtige oorweging gegee moet word aan materiaalkeuse en -ontwerp. Deur gepaste materiale te kies en ontwerpe te optimaliseer, kan hysteresis verlies doeltreffend verminder word, wat die algehele prestasie en leeftyd van die toerusting verbeter.