Co je to hystereze, jaké jsou přínosy a poškození tohoto jevu
Definice pojmu
Slovo „hystereze“ má řecké kořeny, překládá se jako zaostávání nebo zaostávání. Tento termín se používá v různých oborech vědy a techniky. Obecně se pojem hystereze vyznačuje odlišným chováním systému pod opačnými vlivy.
To lze říci jednoduššími slovy. Předpokládejme, že existuje nějaký druh systému, který lze ovlivnit několika směry. Pokud se při ukončení činnosti v dopředném směru, po ukončení, systém nevrátí do svého původního stavu, ale je nainstalován v mezilehlém stavu, pak, aby se vrátil do svého původního stavu, je třeba jednat jiným směrem s určitou silou. V tomto případě má systém hysterezi.
Někdy se tento jev používá pro užitečné účely, například pro vytváření prvků, které pracují při určitých prahových hodnotách působících sil a pro regulátory. V jiných případech je hystereze škodlivá, zvažte to v praxi.
Hystereze v elektrotechnice
V elektrotechnice je hystereze důležitou vlastností materiálů, z nichž jsou vyrobena jádra elektrických strojů a přístrojů. Před vysvětlením se podívejme na základní magnetizační křivku.
Obraz na grafu tohoto druhu se také nazývá hysterezní smyčka.
Důležité! V tomto případě mluvíme o hysterezi feromagnetů, zde jde o nelineární závislost vnitřní magnetické indukce materiálu na velikosti vnější magnetické indukce, která závisí na předchozím stavu prvku.
Když proud protéká kolem vodiče, magnetický a elektrické pole. Pokud navijete drát do cívky a projdete ním proudem, dostanete elektromagnet. Pokud do cívky vložíte jádro, zvýší se jeho indukčnost a také síly, které kolem něj vzniknou.
Proč hystereze závisí? Jádro je tedy vyrobeno z kovu, jeho vlastnosti a magnetizační křivka závisí na jeho typu.
Používáte-li například kalenou ocel, bude hystereze širší. Při výběru takzvaných měkkých magnetických materiálů bude harmonogram zúžen. Co to znamená a k čemu je?
Faktem je, že když taková cívka pracuje v obvodu se střídavým proudem, proud teče v jednom nebo druhém směru. V důsledku toho, a magnetické síly, póly neustále mizí.V bezvřetenové cívce se to v zásadě děje současně, ale jádro se liší. Postupně se zmagnetizuje, jeho magnetická indukce se zvětšuje a postupně dosahuje téměř horizontálního úseku grafu, který se nazývá saturační úsek.
Poté, pokud začnete měnit směr proudu a magnetického pole, bude nutné magnetizovat jádro. Ale pokud jednoduše vypnete proud a tím odstraníte zdroj magnetického pole, jádro zůstane magnetizované, i když ne tolik. V následující tabulce je bod „A“. Za účelem demagnetizace do původního stavu je nutné vytvořit zápornou sílu magnetického pole. Toto je bod „B“. V souladu s tím by proud v cívce měl proudit opačným směrem.
Hodnota síly magnetického pole pro úplnou demagnetizaci jádra se nazývá donucovací síla a čím méně je, tím je v tomto případě lepší.
Obrácení magnetizace v opačném směru bude probíhat podobně, ale již podél spodní větve smyčky. To znamená, že při práci v obvodu se střídavým proudem bude část energie vynaložena na magnetizační obrácení jádra. To vede ke skutečnosti, že účinnost elektrického motoru a transformátoru je snížena. To vede k jeho zahřívání.
Důležité! Čím menší je hystereze a donucovací síla, tím menší je ztráta magnetického obrácení jádra.
Kromě výše uvedeného je hystereze také charakteristická pro činnost relé a dalších elektromagnetických spínacích zařízení. Například vypněte a zapněte proud. Když je relé vypnuto, aby fungovalo, musíte použít určitý proud. V tomto případě může být proud jeho udržení ve stavu zapnuto mnohem nižší než spínací proud. Vypne se, pouze když proud klesne pod přídržný proud.
Hystereze v elektronice
V elektronických zařízeních má hystereze hlavně užitečné funkce. Předpokládejme, že se to používá v práhových prvcích, například v komparátorech a Schmidtových spouštěch. Níže vidíte graf jeho stavů:
To je nezbytné v případech, kdy zařízení pracuje, když je dosaženo signálu X, po kterém se signál může začít snižovat a zařízení se nevypne, dokud signál neklesne na úroveň Y. Toto řešení se používá k potlačení odrazů kontaktu, rušení a náhodné výbuchy, stejně jako v různých řadičích.
Například termostat nebo regulátor teploty. Jeho principem činnosti je obvykle vypnout topné (nebo chladicí) zařízení v době, kdy teplota v místnosti nebo na jiném místě dosáhla předem stanovené úrovně.
Zvažte dvě možnosti pro krátkou a jednoduchou práci:
- Žádná hystereze. Zapíná a vypíná se při dané teplotě. Jsou zde nuance. Pokud nastavíte regulátor teploty na 22 stupňů a ohřejete místnost na tuto úroveň, jakmile bude místnost 22, vypne se a když klesne zpět na 21, zapne se. Toto není vždy správné rozhodnutí, protože vaše ovládané zařízení se zapíná a vypíná příliš často. Kromě toho ve většině domácích a mnoha výrobních úkolů není zapotřebí taková jasná podpora teploty.
- S hysterezí. K vytvoření určité mezery v přípustném rozsahu nastavitelných parametrů se používá hystereze. To znamená, že pokud nastavíte teplotu na 22 stupňů, jakmile je dosaženo, topení se vypne. Předpokládejme, že hystereze v regulátoru je nastavena na mezeru 3 stupňů, pak ohřívač bude znovu fungovat, pouze když teplota vzduchu klesne na 19 stupňů.
Někdy je tato mezera upravena podle vašeho uvážení. V jednoduchých provedeních se používají bimetalické desky.
Nakonec doporučujeme sledovat užitečné video, které vám řekne, jaká je hystereze a jak ji můžete použít:
Zkoumali jsme jev a aplikaci hystereze v elektrice.Výsledek je následující: v elektrickém pohonu a transformátorech má škodlivý účinek a v elektronice a různých regulátorech také najde užitečné použití. Doufáme, že poskytnuté informace byly pro vás užitečné a zajímavé!
Související materiály:
Načítání...
