Čo je to hysteréza, aké sú výhody a poškodenia tohto javu

Vymedzenie pojmu

Slovo „hysteréza“ má grécke korene, prekladá sa ako zaostávanie alebo zaostávanie. Tento výraz sa používa v rôznych vedných a technických odboroch. Všeobecne sa pojem hysterézia odlišuje odlišným správaním systému pod opačnými vplyvmi.

Dá sa to povedať jednoduchšími slovami. Predpokladajme, že existuje určitý druh systému, ktorý možno ovplyvniť niekoľkými smermi. Ak sa systém po pôsobení v smere dopredu, po ukončení, nevráti do pôvodného stavu, ale je nainštalovaný v prechodnom stave, potom je potrebné, aby sa vrátil do pôvodného stavu, je potrebné postupovať iným smerom s určitou silou. V tomto prípade má systém hysterézu.

Niekedy sa tento jav používa na užitočné účely, napríklad na vytvorenie prvkov, ktoré fungujú pri určitých prahových hodnotách pôsobiacich síl a pre regulátory. V iných prípadoch je hysteréza škodlivá, zvážte to v praxi.

Hysteréza v elektrotechnike

V elektrotechnike je hysterézia dôležitou vlastnosťou materiálov, z ktorých sa vyrábajú jadrá elektrických strojov a prístrojov. Predtým, ako pristúpime k vysvetleniam, pozrime sa na magnetizačnú krivku jadra.

Obrázok na grafe tohto druhu sa tiež nazýva hysterézna slučka.

Dôležité! V tomto prípade hovoríme o hysterézii feromagnetov, tu ide o nelineárnu závislosť vnútornej magnetickej indukcie materiálu od veľkosti vonkajšej magnetickej indukcie, ktorá závisí od predchádzajúceho stavu prvku.

Ak prúd tečie cez vodič okolo vodiča, magnetický a elektrické pole, Ak naviniete drôt na cievku a prejdete ním prúd, získate elektromagnet. Ak do cievky vložíte jadro, zvýši sa jeho indukčnosť, ako aj sily, ktoré okolo neho vzniknú.

Prečo hysteréza závisí? Jadro je teda vyrobené z kovu, jeho vlastnosti a magnetizačná krivka závisia od jeho typu.

Ak používate napríklad kalenú oceľ, hysterézia bude širšia. Pri výbere takzvaných mäkkých magnetických materiálov - rozvrh bude zúžený. Čo to znamená a na čo je určený?

Faktom je, že keď takáto cievka pracuje v obvode so striedavým prúdom, prúd tečie v jednom alebo druhom smere. V dôsledku toho, a magnetické sily, stĺpy neustále mávajú.V cievke bez telesa sa to v zásade stáva súčasne, ale v jadre sú veci iné. Postupne sa zmagnetizuje, jeho magnetická indukcia sa zvyšuje a postupne dosahuje takmer vodorovnú časť grafu, ktorá sa nazýva saturačná časť.

Potom, ak začnete meniť smer prúdu a magnetického poľa, bude potrebné magnetizovať jadro. Ak však jednoducho vypnete prúd a odstránite tak zdroj magnetického poľa, jadro zostane magnetizované, aj keď nie toľko. V nasledujúcej tabuľke je uvedený bod „A“. Na demagnetizáciu do pôvodného stavu je potrebné vytvoriť zápornú silu magnetického poľa. Toto je bod „B“. Preto by prúd v cievke mal prúdiť opačným smerom.

Hodnota sily magnetického poľa pre úplnú demagnetizáciu jadra sa nazýva donucovacia sila a čím menej je, tým je v tomto prípade lepšia.

Obrátenie magnetizácie v opačnom smere sa uskutoční podobne, ale už pozdĺž dolnej vetvy slučky. To znamená, že pri práci v obvode so striedavým prúdom bude časť energie vynaložená na zmenu magnetizácie jadra. To vedie k zníženiu účinnosti elektrického motora a transformátora. To vedie k jeho zahrievaniu.

Dôležité! Čím menšia je hysteréza a donucovacia sila, tým menšia je strata magnetizačného zvratu jadra.

Okrem vyššie uvedeného je hysterézia tiež charakteristická pre činnosť relé a iných elektromagnetických spínacích zariadení. Napríklad vypnite a zapnite prúd. Keď je relé vypnuté, aby fungovalo, musíte použiť určitý prúd. V tomto prípade môže byť prúd jeho udržiavania v zapnutom stave oveľa nižší ako spínací prúd. Vypne sa, len keď prúd klesne pod prídržný prúd.

Hysteréza v elektronike

V elektronických zariadeniach má hysterézia hlavne užitočné funkcie. Predpokladajme, že sa to používa v prahových prvkoch, napríklad v komparátoroch a Schmidtovych spúšťačoch. Nižšie vidíte graf jeho stavov:

Je to potrebné v prípadoch, keď zariadenie pracuje, keď je dosiahnutý signál X, po ktorom sa signál môže začať znižovať a zariadenie sa nevypne, kým signál neklesne na úroveň Y. Toto riešenie sa používa na potlačenie odrazov kontaktov, zasahovanie a náhodné impulzy, rovnako ako v rôznych radičoch.

Napríklad termostat alebo regulátor teploty. Princíp činnosti obvykle spočíva v vypnutí vykurovacieho (alebo chladiaceho) zariadenia v čase, keď teplota v miestnosti alebo na inom mieste dosiahne vopred stanovenú úroveň.

Zvážte dve možnosti krátkej a jednoduchej práce:

1. Žiadna hysteréza. Zapína a vypína sa pri danej teplote. Sú tu nuansy. Ak nastavíte regulátor teploty na 22 stupňov a vyhrievate miestnosť na túto úroveň, potom, keď je miestnosť 22, vypne sa a keď klesne späť na 21, zapne sa. Nie je to vždy správne rozhodnutie, pretože vaše ovládané zariadenie sa zapína a vypína príliš často. Navyše vo väčšine domácich a mnohých výrobných úloh nie je potrebná taká jasná podpora teploty.
2. S hysteréziou. Na vytvorenie určitej medzery v prípustnom rozsahu nastaviteľných parametrov sa používa hysteréza. To znamená, že ak nastavíte teplotu na 22 stupňov, hneď ako sa dosiahne, kúrenie sa vypne. Predpokladajme, že hysterézia v regulátore je nastavená na medzeru 3 stupňov, potom bude kúrenie opäť pracovať, len keď teplota vzduchu klesne na 19 stupňov.

Niekedy je táto medzera upravená podľa vášho uváženia. V jednoduchých prevedeniach sa používajú bimetalické platne.

Nakoniec vám odporúčame pozerať si užitočné video, ktoré vám povie, čo je to hysteréza a ako ju môžete použiť:

Skúmali sme fenomén a použitie hysterézie v elektrike.Výsledok je nasledovný: v elektrickom pohone a transformátoroch má škodlivý účinok a v elektronike a rôznych regulátoroch tiež nájde užitočné uplatnenie. Dúfame, že poskytnuté informácie boli pre vás užitočné a zaujímavé!

Súvisiace materiály:

• Ako magnetický štartér funguje
• Čo sú to harmonické v sieti?
• Ako závisí odpor vodiča od teploty