Kas yra isterezė, kokia šio reiškinio nauda ir žala. Histerezės sąvokos apibrėžimas: ypatumai, pritaikymas katiluose

Histerezė (iš graikų kalbos histerezė – atsilikimas) – fizinis reiškinys, kuriai esant sistemos būklės pokytis vėluoja nuo išorines sąlygas lemiančio fizikinio dydžio pasikeitimo.
Pavyzdžiui, feromagneto įmagnetinimo pokyčio vėlavimas dėl intensyvumo pasikeitimo magnetinis laukas; feroelektro poliarizacijos pokyčio delsimas nuo elektrinio lauko pasikeitimo.
Pastebima tais atvejais, kai sistemos būseną išorinės sąlygos lemia ne tik tam tikru laiko momentu, bet ir ankstesniais momentais. Histerezė stebima įvairiose fizikos šakose. Svarbiausios yra: magnetinė histerezė, feroelektrinė histerezė ir elastinė histerezė.

Šio reiškinio esmę galima paaiškinti termostato veikimo pavyzdžiu.
Apsvarstykite galimybę nustatyti termostatą, kuris palaikytų 20 °C temperatūrą su elektriniu šildytuvu. Jei bimetalinė plokštė, valdanti šildytuvą, kuri deformuojasi dėl temperatūros pokyčių, neturėtų histerezės, šildytuvas labai dažnai įsijungtų ir išsijungtų, o tai lemtų greitą kontaktų nusidėvėjimą. Tiesą sakant, reguliatorius įsijungia esant 19 ° C ir išsijungia maždaug 21 ° C temperatūroje. Šiuo atveju mechaninė bimetalinės plokštės inercija ir šildytuvo šiluminė inercija sukelia histerezės reiškinį, režimų perjungimas vyksta žemu dažniu, o temperatūra termostate svyruoja tam tikru diapazonu šalia rinkinio. vertė ( ryžių. vienas).

1 paveikslas

Histerezei būdingas „sotumo“ reiškinys, taip pat nelygios trajektorijos tarp ekstremalių būsenų, todėl grafikuose yra ūmaus kampo kilpa, vadinama histerezės kilpa. Dviprasmiška sistemos būsenos priklausomybė nuo fizinio dydžio (su cikliniu pokyčiu) pavaizduota histerezės kilpa ( ryžių. 2)

2 pav

Elektronikoje ir elektrotechnikoje naudojami prietaisai, turintys magnetinę histerezę – įvairias magnetines laikmenas arba elektrinę histerezę, pavyzdžiui, Schmitt trigerį arba histerezės variklį. Histerezė naudojama triukšmui (greitiems virpesiams, kontaktų atšokimui) slopinti loginių signalų perjungimo momentu. Pavyzdžiui, norint nuslopinti kontakto atšokimą, dažnai naudojamas Schmitt trigeris ( ryžių. 3).

3 pav. Schmitt trigerio histerezės kilpa yra stačiakampio formos
Visų rūšių elektroniniuose įrenginiuose pastebimas šiluminės histerezės reiškinys: įkaitinus prietaisą ir vėliau atvėsus iki pradinės temperatūros, jo parametrai nebegrįžta. pradines vertes. Dėl nevienodo puslaidininkinių kristalų šiluminio plėtimosi kristalų laikikliai, mikroschemų paketai ir spausdintinės plokštės kristaluose atsiranda mechaniniai įtempimai, kurie išlieka net atvėsus. Šiluminės histerezės reiškinys labiausiai pastebimas tiksliose įtampos atskaitose, naudojamose matuojant analoginius-skaitmeninius keitiklius. Šiuolaikinėse mikroschemose santykinis etaloninės įtampos poslinkis dėl šiluminės histerezės yra apie 10-100

Bet kokia elektromagnetinė šerdis po veiksmo elektros srovė kurį laiką išlaiko magnetinį lauką (remanentinis magnetizmas). Ši vertė priklauso nuo medžiagos savybių, tačiau liekamasis magnetizmas visada yra. Norint pakartotinai įmagnetinti šerdį, reikalingas priešingos krypties magnetinis srautas. Magnetinės indukcijos pokytis neatsilieka nuo pokyčių magnetinis srautas. Šis šerdies įmagnetinimo laiko vėlavimas dėl magnetinių srautų krypties pasikeitimo vadinamas histereze.

Norint suprasti visą šio reiškinio esmę, būtina atsižvelgti į medžiagų gebėjimą magnetizuotis.

Magnetinės medžiagų savybės

Visos mus supančios gamtos medžiagos vienaip ar kitaip turi magnetinių savybių. Net senovėje buvo žinomas nuostabus tam tikrų mineralų gebėjimas pritraukti geležinius daiktus. Tarp daugybės navigacinių prietaisų, reikalingų laivo ar orlaivio kurso nubrėžimui, visada yra magnetinis kompasas.

Pačioje geriausioje matavimo prietaisai nuolatiniai magnetai yra viena iš pagrindinių dalių. Yra žinoma, kad ne tik geležis pasižymi stipriomis magnetinėmis savybėmis. Tai apima kobaltą, nikelį, jų pagrindu pagamintus lydinius ir kai kuriuos retųjų žemių elementus. Visos šios medžiagos ir lydiniai vadinami feromagnetais. Sujungia jų gebėjimą spontaniškai spontaniškai įmagnetinti.

Ši feromagnetų savybė naudojama nuolatiniams magnetams sukurti. Nekompensuotų magnetinių momentų buvimas medžiagos atomuose yra būtina sąlyga feromagnetizmui atsirasti.

Einšteino eksperimente dėl sukimo dydžio mėginio įmagnetinimo metu buvo įrodyta, kad feromagnetizmas yra susijęs su elektronų sukimosi magnetiniais momentais. Elektronų mainų sąveika tam tikruose atomo ir vidinio neužpildyto apvalkalo skersmens santykiuose lemia lygiagrečią sukinių orientaciją.

Tai įmanoma tik tuo atveju, jei mainų energijos integralo reikšmė yra teigiama.

Galiausiai feromagnete nustatoma tokia sukinių orientacija, kuri užtikrina mažiausią magnetinės ir mainų sąveikos energijų sumos vertę.

Sritis su vienoda spontanine įmagnetinimu vadinama domenu. Energetiškai palankiausias domenų išdėstymas yra toks, kad jie sukuria uždarą magnetinę grandinę.

Tarp gretimų domenų su skirtingomis įmagnetinimo kryptimis yra pereinamieji sluoksniai, vadinami domenų ribomis arba sienomis. Juose vyksta laipsniškas įmagnetinimo vektoriaus sukimasis.

Feromagnetinės savybės medžiagose egzistuoja tik tam tikrame temperatūrų diapazone. Temperatūra, kurioje feromagnetai visiškai praranda savo feromagnetines savybes, vadinama Curie tašku. Domenų formą ir dydį feromagneto paviršiuje galima pamatyti mikroskopu.

Geležies elementariojoje kristalinėje ląstelėje kubo kraštai atitinka lengviausio geležies kristalo įmagnetinimo kryptį. Veidų įstrižainės nustato vidutinio įmagnetinimo kryptį.

Sunkiausio įmagnetinimo kryptis sutampa su kubo įstrižainėmis. Diagramos sritis apibūdina magnetinės anizotropijos energiją.

Nesant išorinio lauko, domenų magnetiniai momentai yra orientuoti lengvo įmagnetinimo kryptimis. Paprastai pavyzdys yra išmagnetintas.

Silpnuose laukuose auga domenai, kurių įmagnetinimo kryptis sudaro mažesnį kampą su išorinio lauko kryptimi.

Šis procesas yra grįžtamas. Pašalinus išorinį lauką, mėginys išmagnetinamas. Didėjant išoriniam laukui, toliau didėja domenų augimas, kuris sustabdomas dėl kristalų defektų. Kai laukas pasiekia tam tikrą vertę, augančių domenų sienos peršoka kliūtį. Dėl šios kliūties įmagnetinimo kreivė turi laiptuotą pobūdį.

Į šuolius panašūs įmagnetinimo pokyčiai sukuria įtampos impulsus solenoido ritėje. Toliau didėjant laukui, įmagnetinimo vektorius sukasi nuo lengvo įmagnetinimo ašies link išorinio lauko, kol jie sutampa.

Histerezė

Ši sekcija vadinama feromagneto techninio prisotinimo sritimi, o atitinkama lauko reikšmė vadinama soties lauku. Jei laukas sumažinamas nuo šios vertės iki nulio, liekamasis įmagnetinimas išliks mėginyje.

Histerezė yra įmagnetinimo reiškinys, atsiliekantis nuo išorinio lauko stiprumo. Domenų uždarymas, uždaros magnetinės grandinės sukūrimas sumažina klaidžiojančius laukus ir sumažina mėginio laisvąją energiją.

Jis apibrėžiamas kaip skirtumas tarp feromagneto magnetinio prisotinimo ir uždarymo domenų įmagnetinimo verčių. Norint išmagnetinti pavyzdį, būtina jam pritaikyti neigiamą lauką, vadinamą priverstine jėga. Kai laukas pasieks soties vertę, feromagnetas bus visiškai pakartotinai įmagnetintas.

Diagramoje galite apibrėžti kitą savybę, kuri turi histerezę. Kitą kartą pakeitus lauką, įmagnetinimo kreivė uždaro kilpą, kuri vadinama histerezės kilpa.

Prisotinimo sąlygos histerezės kilpa vadinama ribine kilpa. Jo plotas yra proporcingas energijos nuostoliams dėl mėginio įmagnetinimo apsisukimo. Įmagnetinami feromagnetai keičia savo linijinius matmenis. Šis reiškinys vadinamas magnetostrikcija.

Yra dvi pagrindinės feromagnetinių medžiagų grupės:

1. Magnetiškai kietas.
2. Minkštas magnetas.

Vienas iš pagrindinių reikalavimų minkštosioms magnetinėms medžiagoms yra didelė jų priverstinė jėga. Minkštos magnetinės medžiagos įmagnetinamos iki prisotinimo esant mažiems laukams ir turi mažus įmagnetinimo apsisukimo nuostolius. Nuo šių parametrų priklauso transformatoriaus energijos nuostoliai.

Pavyzdžiui, 100 x 10 6 VA perdavimo linijoje su transformatoriais galuose kasmetiniai nuostoliai siekia apie 5 mln. kilovatvalandžių. Permalloy, geležies ir nikelio lydinys, laikomas vienu geriausių minkštųjų magnetinių medžiagų atstovų. Permalloy įmagnetinimas silpnuose laukuose yra dešimtis kartų didesnis nei geležies įmagnetinimas. Kai kurių medžiagų magnetinės sutvarkytos struktūros skiriasi nuo feromagnetų magnetinės struktūros.

Jei geležyje, kobalte ir nikelyje sukimosi magnetiniai momentai nukreipti lygiagrečiai, tai chrome ir mangane jie yra antilygiagretūs. Tokios medžiagos vadinamos antiferomagnetais.

Šiuo atveju kompensuojamos magnetinės subgardelės su savaiminiu įmagnetinimu. Jei medžiagos kristaluose nėra visiškos magnetinių subgardelių kompensacijos, tai vadinama ferimagnetu. Feritas yra vienas iš ferimagnetų pavyzdžių, kuris plačiai naudojamas inžinerijoje. Feritų sandara panaši į špinelio mineralų struktūrą, kuriuose neferomagnetiniai metalų jonai pakeičiami feromagnetiniais.

Elektrotechnikos ir elektronikos histerezė

Iš įvairių feromagnetinių medžiagų panaudojimo pavyzdžių kalbėsime apie jų panaudojimą saugojimo įrenginiuose. Greitam informacijos saugojimui naudojama ferito žiedų atmintis. Vienos ferito šerdies pakanka vienam informacijos bitui saugoti. Didelės talpos ilgalaikiai saugojimo įrenginiai yra specialūs magnetiniai diskai (Schmidt trigeriai).

Taip pat naudojamas specialiuose histerezės elektros varikliuose, triukšmo slopinimo įrenginiuose (kontaktų atšokimas, vibracijos ir kt.) perjungiant logines grandines.

Šiluminė histerezė egzistuoja daugelyje elektroninių prietaisų. Veikiant prietaisai įkaista, o po aušinimo kai kurios savybės nebeįgauna pradinių reikšmių. Kaitinant mikroschemą, spausdintinę plokštę, puslaidininkių kristalus, jie plečiasi, atsiranda mechaninis įtempis. Atvėsus šis įtempis tam tikru mastu išlieka.

Histerezė

Magnetinės histerezės reiškinys pastebimas ne tik pasikeitus laukui H pagal dydį ir ženklą, bet ir jo sukimąsi (magnetinio sukimosi histerezė), o tai atitinka kintančios krypties vėlavimą (vėlavimą) M su krypties pasikeitimu H. Magnetinė sukimosi histerezė taip pat atsiranda, kai mėginys sukasi fiksuota kryptimi H.

Histerezės reiškinio teorijoje atsižvelgiama į specifinę mėginio magnetinio srities struktūrą ir jos pokyčius įmagnetinimo ir įmagnetinimo apsisukimo metu. Šiuos pokyčius lemia domenų sienelių poslinkis ir kai kurių sričių augimas kitų sąskaita, taip pat įmagnetinimo vektoriaus sukimasis srityse, veikiant išoriniam magnetiniam laukui. Viskas, kas atitolina šiuos procesus ir skatina magnetų patekimą į metastabilias būsenas, gali sukelti magnetinę histerezę.

Vieno domeno feromagnetinėse dalelėse (mažų dydžių dalelėse, kuriose domenų formavimasis energetiškai nepalankus) gali vykti tik sukimosi procesai M. Šiems procesams trukdo įvairios kilmės magnetinė anizotropija (paties kristalo anizotropija, dalelių formos anizotropija ir anizotropija). elastiniai įtempiai). Dėl anizotropijos, M atrodo, kad jį laiko koks nors vidinis laukas (efektyvusis magnetinės anizotropijos laukas) išilgai vienos iš lengvo įmagnetinimo ašių, atitinkančių energijos minimumą. Magnetinė histerezė atsiranda dėl dviejų krypčių M(išilgai ir priešinga) šiai ašiai magnetiškai vienaašiame pavyzdyje arba keliomis ekvivalentinėmis (energijos) kryptimis M magnetiškai daugiaašiame pavyzdyje jie atitinka būsenas, atskirtas viena nuo kitos potencialo barjeru (proporcingai ). Vieno domeno dalelių įmagnetinimo apsisukimo atveju vektorius M sukasi nuosekliais negrįžtamais šuoliais kryptimi H. Tokie sukimai gali vykti tiek vienarūšiai, tiek nehomogeniškai. Su vienodu sukimu M prievartos jėga. Universalesnis yra netolygus sukimosi mechanizmas M. Tačiau didžiausią įtaką jis turi tam atvejui, kai pagrindinį vaidmenį atlieka dalelės formos anizotropija. Šiuo atveju efektyvus formos anizotropijos laukas gali būti žymiai mažesnis.

Ferroelektrinė histerezė- dviprasmiška į kilpą panaši poliarizacijos priklausomybė P feroelektrikai iš išorinio elektrinio lauko E jo ciklinio kaitos metu. Feroelektriniai kristalai turi spontanišką (spontanišką, tai yra, atsirandančią nesant išorinio elektrinio lauko) elektrinę poliarizaciją tam tikrame temperatūros diapazone P c. Poliarizacijos kryptį galima pakeisti elektriniu lauku. Tuo pačiu ir priklausomybė P(E) poliarinėje fazėje yra dviprasmiška, reikšmė P duota E priklauso nuo fono, tai yra nuo to, kaip buvo elektrinis laukas ankstesniais laikais. Pagrindiniai feroelektrinės histerezės parametrai yra šie:

• liekamoji kristalo poliarizacija P ost, at E = 0
• lauko vertė E Kt (prievartinis laukas), ties kuriuo repoliarizacija

Elastinė histerezė

Histerezė naudojama triukšmui (greitiems virpesiams, kontaktų atšokimui) slopinti loginių signalų perjungimo momentu.

Visų rūšių elektroniniuose įrenginiuose stebimas šiluminės histerezės reiškinys: įkaitinus įrenginį ir vėliau atvėsus iki pradinės temperatūros, jo parametrai nebegrįžta į pradines vertes. Dėl nevienodo puslaidininkinių kristalų, kristalų laikiklių, mikroschemų paketų ir spausdintinių plokščių šiluminio plėtimosi kristaluose atsiranda mechaniniai įtempimai, kurie išlieka net atvėsus. Šiluminės histerezės reiškinys labiausiai pastebimas tiksliuose, naudojamuose matuojant analoginius-skaitmeninius keitiklius. Šiuolaikinėse mikroschemose santykinis etaloninės įtampos poslinkis dėl šiluminės histerezės yra 10–100 ppm.

Biologijoje

Būdingos histerezės savybės skeletinis raumuožinduoliai.

Dirvotyroje

Vienas iš jų rodo ryšį tarp įtakos subjekto pastangų ir pasiekto rezultato. Mokomojo ir propagandinio tiriamojo darbo lygis gali būti koreliuojamas su nešančiojo objekto „įmagnetinimo“ (įsitraukimo į naują idėją laipsniu) lygiu. vieša nuomonė, socialinė grupė, kolektyvas, socialinė bendruomenė arba visa visuomenė; šiuo atveju gali būti aptiktas tam tikras objekto atsilikimas nuo subjekto. Įtikinėjimas, įskaitant tuos, kurie turi tariamų destruktyvių pasekmių, ne visada būna sėkmingi. Tai priklauso nuo paties moralinių vertybių, papročių, tradicijų, ankstesnio auklėjimo pobūdžio, nuo visuomenėje vyraujančių etikos normų ir kt.

Antroji aplinkybė susijusi su tuo, kad naujas visuomenės nuomonės formavimo etapas gali būti koreliuojamas su objekto istorija, jo patirtimi, jo vertinimu tų, kurie anksčiau veikė kaip visuomenės nuomonės formavimo objektas. Kartu galima pastebėti, kad viešosios nuomonės formavimosi laiko „pradžios taškas“ slenka ankstesnio atžvilgiu, o tai būdinga pačiai sistemai ir jos esamai būklei.

Literatūra šia tema

• Raddai Raikhlinas Pilietinis karas, teroras ir banditizmas. Sociologijos ir socialinės dinamikos sisteminimas. Minios kontrolės skyrius
• Kapustinas Valerijus Sergejevičius Socialinės saviorganizacijos teorijos įvadas. 11 tema. Isterezės fenomenas formuojantis tautinėms formoms ir saviorganizavimosi metodams. Šiuolaikiniai paradoksai ir „pradžios“ paslaptys

Filosofijoje

Matematiniai histerezės modeliai

Matematinių histerezės reiškinių modelių atsiradimą lėmė gana gausus taikomų uždavinių rinkinys (pirmiausia automatinio valdymo teorijoje), kuriuose histerezės nešikliai negali būti nagrinėjami atskirai, nes jie buvo tam tikros sistemos dalis. Matematinė histerezės teorija buvo sukurta XX amžiaus šeštajame dešimtmetyje, kai Voronežo universitete pradėjo dirbti M. A. Krasnoselskio vadovaujamas seminaras „histerezės“ temomis. Vėliau, 1983 m., pasirodė monografija, kurioje įvairūs histerezės reiškiniai buvo formaliai aprašyti sistemų teorijos rėmuose: histerezės keitikliai buvo traktuojami kaip operatoriai, priklausomai nuo jų pradinė būsena kaip parametras, apibrėžtas pakankamai turtingoje funkcijų erdvėje (pavyzdžiui, ištisinių funkcijų erdvėje), veikiantis tam tikroje funkcijų erdvėje. Darbe galima rasti paprastą parametrinį įvairių histerezės kilpų aprašymą (šiame modelyje harmonines funkcijas pakeitus stačiakampiais, trikampiais ar trapecijos formos impulsais taip pat galima gauti pavienes tiesines histerezės kilpas, kurios dažnai randamos diskrečiojoje automatikoje, žr. pavyzdį 2 pav.).

Literatūra

Pastabos

Wikimedia fondas. 2010 m.

Sinonimai:

Pažiūrėkite, kas yra „histerezė“ kituose žodynuose:

- (iš graikiškos histerezės atsilikimo) fizinio dydžio, apibūdinančio medžiagos būseną (feromagneto įmagnetinimas M, feroelektriko poliarizacija P ir kt.), Pokyčio vėlavimas nuo kito fizinio dydžio, kuris lemia .. ... Didysis enciklopedinis žodynas

Shift, lag Rusų sinonimų žodynas. histerezės daiktavardis, sinonimų skaičius: 2 lag (10) … Sinonimų žodynas

HITEREZĖ, elastingiems kūnams būdingas reiškinys; slypi tame, kad kūno DEFORMACIJA padidėjus STRESUI yra mažesnė nei sumažėjus dėl deformacijos poveikio vėlavimo. Visiškai pašalinus mechaninį įtempimą, jis išlieka ... ... Mokslinis ir techninis enciklopedinis žodynas

- (iš graikų kalbos histerezės atsilikimas, uždelsimas) 1) G. aerodinamikoje srauto lauko struktūros dviprasmiškumas ir, atitinkamai, supaprastinto kūno aerodinaminės charakteristikos toms pačioms kinematinių parametrų vertėms, bet su . .. ... Technologijų enciklopedija

Apsvarstykite feromagnetinės medžiagos kintamo įmagnetinimo procesą. Tam ant plieninės šerdies apvijame apviją ir per ją leisime nuolatinę srovę. Tarkime, kad elektromagneto šerdis anksčiau nebuvo įmagnetinta.

Didinant srovę, praeinančią per apvijos posūkius aš nuo nulio padidinsime įmagnetinimo jėgą ir lauko stiprumą H. Magnetinės indukcijos dydis Bšerdyje taip pat padidės. Įmagnetinimo kreivė 0a 1 paveiksle turi tiesią dalį, o tada dėl prisotinimo kreivė lėtai kyla, artėjant prie horizontalės. Jei dabar, pasiekęs tašką a, mažinti H, tada jis sumažės ir B. Tačiau mažėjimas B kai mažėja H, tai yra, išmagnetinimo metu, įvyks su vėlavimu, palyginti su sumažėjimu H. Likutinės indukcijos dydis ties H= 0 apibūdinama atkarpa 0b.

Kad magnetinė indukcija šerdyje taptų lygi nuliui, reikia medžiagą įmagnetinti priešinga kryptimi, tai yra pakartotinai įmagnetinti. Šiuo tikslu apvijos srovės kryptis yra atvirkštinė. Taip pat keičiasi magnetinių linijų kryptis ir magnetinio lauko stiprumas. Esant lauko stiprumui H = 0v indukcija šerdyje yra lygi nuliui, o šerdies medžiaga yra visiškai išmagnetinta. Lauko stiprumo vertė H = 0v adresu B= 0 yra tam tikra medžiagos charakteristika ir vadinama stabdančia (prievarta) jėga.

Kartodami įmagnetinimo apsisukimo procesą, gauname uždarą kreivę a b c d e f a, kuri vadinama histerezės kilpa arba magnetine histerezės kilpa. Histerezė iš graikų kalbos – atsilieka, atsilieka. Naudojant šį eksperimentą lengva patikrinti, ar šerdies įmagnetinimas ir išmagnetinimas (polių atsiradimas ir išnykimas, magnetinė indukcija arba magnetinis srautas) atsilieka nuo įmagnetinimo ir išmagnetinimo jėgos (srovės elektromagnete) atsiradimo ir išnykimo momento. apvija). Histerezės reiškinį galima apibūdinti kitais žodžiais kaip magnetinės indukcijos pokyčių atsilikimą nuo lauko stiprumo pokyčių. Medžiagos pakartotinis įmagnetinimas yra susijęs su tam tikro energijos kiekio išleidimu, kuris išsiskiria kaip šiluma, kuri šildo medžiagą.

Magnetinė histerezė ypač stipri, jei šerdies medžiaga turi didelį liekamąjį magnetizmą (pvz., kietasis plienas). Histerezės reiškinys daugeliu atvejų yra žalingas. Tai sukelia histerezės nuostolius, išreikštus šerdies kaitinimu ir papildomos išlaidosįtampos šaltinio galią, taip pat lydi šerdies zvimbimas dėl pasikeitusio šerdies medžiagos elementariųjų dalelių poliškumo ir sukimosi.

Pirmąjį rimtą plieno įmagnetinimo procesų tyrimą 1872 m. atliko Aleksandras Grigorjevičius Stoletovas (1839–1896) ir paskelbė darbe „Apie minkštosios geležies įmagnetinimo funkciją“.

Be to, A. G. Stoletovas ištyrė ir paaiškino išorinio fotoelektrinio efekto prigimtį ir pagamino pirmąjį fotoelementą.

Vaizdo įrašas 1. Histerezė

Histerezė (iš graikų kalbos histerezė - atsilikimas, vėlavimas), reiškinys, susidedantis iš to, kad fizinis dydis, apibūdinantis kūno būseną (pavyzdžiui, įmagnetinimas), nevienareikšmiškai priklauso nuo fiziniai dydžiai charakterizuojančios išorines sąlygas (pavyzdžiui, magnetinį lauką). G. stebimas tais atvejais, kai kūno būklę tam tikru momentu lemia išorinės sąlygos ne tik tuo pačiu, bet ir ankstesniais laiko momentais. Bet kokiuose procesuose pastebima dviprasmiška dydžių priklausomybė, nes Kūno būklei pakeisti visada reikia tam tikro laiko (atsipalaidavimo laiko), o organizmo reakcija atsilieka nuo ją sukeliančių priežasčių. Šis atsilikimas kuo mažesnis, tuo lėčiau keičiasi išorinės sąlygos.Tačiau kai kuriems procesams atsilikimas, kai pokytis sulėtėja išorinės sąlygos nesumažėja. Tokiais atvejais dviprasmiška dydžių priklausomybė vadinama histereze, o pats reiškinys – G.

G. stebimas įvairiose medžiagose ir įvairių fizikinių procesų metu. Didžiausią susidomėjimą kelia: magnetinis giroskopas, dielektrinis giroskopas ir elastinis giroskopas.

Magnetinė galvanizacija pastebima magnetinėse medžiagose, pavyzdžiui, feromagnetuose. Pagrindinis feromagnetų bruožas yra spontaniškas (spontaniškas) įmagnetinimas. Dažniausiai feromagnetas įmagnetinamas ne tolygiai, o skirstomas į domenus – vienalytės savaiminio įmagnetinimo sritis, kuriose įmagnetinimo reikšmė (magnetinis momentas tūrio vienete) yra vienoda, tačiau kryptys skirtingos. Veikiant išoriniam magnetiniam laukui, lauke įmagnetintų domenų skaičius ir dydis didėja kitų domenų sąskaita. Be to, atskirų domenų magnetiniai momentai gali suktis išilgai lauko. Dėl to mėginio magnetinis momentas didėja.

Ant pav. 1 parodyta feromagnetinio pavyzdžio magnetinio momento M priklausomybė nuo išorinio magnetinio lauko stiprio H (įmagnetinimo kreivė). Pakankamai stipriame magnetiniame lauke mėginys įmagnetinamas iki soties (toliau didėjant laukui, M reikšmė praktiškai nekinta, taškas A). Šiuo atveju pavyzdį sudaro vienas domenas, kurio magnetinio prisotinimo momentas M s nukreiptas išilgai lauko. Sumažėjus išorinio magnetinio lauko H stipriui, pavyzdžio M magnetinis momentas sumažės išilgai I kreivės, daugiausia dėl domenų, kurių magnetinis momentas nukreiptas prieš lauką, atsiradimo ir augimo. Domenų augimą lemia domeno sienų judėjimas. Šį judėjimą trukdo mėginyje esantys įvairūs defektai (priemaišos, nehomogeniškumas ir kt.), kurie tam tikrose padėtyse fiksuoja domeno sieneles; Norint juos perkelti, reikia pakankamai stiprių magnetinių laukų. Todėl, kai laukas H sumažėja iki nulio, mėginys išlaiko vadinamąjį. liekamasis magnetinis momentas M r (taškas B).

Mėginys yra visiškai išmagnetintas tik pakankamai stiprus laukas priešinga kryptis, vadinama koerciniu lauku (koercinė jėga) H c (taškas C). Toliau didėjant priešingos krypties magnetiniam laukui, mėginys vėl įmagnetinamas išilgai lauko iki prisotinimo (taškas D). Mėginio įmagnetinimo apsisukimas (iš taško D į tašką A) vyksta išilgai II kreivės. Taigi, cikliškai keičiantis laukui, kreivė, apibūdinanti bandinio magnetinio momento kitimą, sudaro magnetinio giroskopo kilpą. Jei laukas H cikliškai keičiasi tokiose ribose, kad nepasiekiamas soties įmagnetinimas, tai neribota gaunama magnetinio giroskopo kilpa (III kreivė). Sumažinus lauko H pokyčio amplitudę iki nulio, mėginys gali būti visiškai išmagnetintas (patekti į tašką O). Mėginio įmagnetinimas iš taško O vyksta išilgai IV kreivės.

Magnetinės hidrodinamikos atveju tą pačią išorinio magnetinio lauko stiprio reikšmę H atitinka skirtingos reikšmės magnetinis momentas M. Šis dviprasmiškumas atsiranda dėl imties būsenų, buvusių prieš duotąją (t. y. imties magnetinės priešistorės).

Magnetinio giroskopo kilpos tipas ir dydis bei H c dydis įvairiuose feromagnetuose gali skirtis plačiose ribose. Pavyzdžiui, grynoje geležyje Hc = 1 Oe, magnico lydinyje Hc = 580 Oe. Magnetinio giroskopo kilpa stipriai veikiama medžiagos apdirbimo, todėl keičiasi defektų skaičius (2 pav.).

Magnetinio giroskopo kilpos plotas lygus energijai, prarastai mėginyje per vieną lauko keitimo ciklą. Ši energija galiausiai naudojama mėginiui šildyti. Tokie energijos nuostoliai vadinami histereze. Tais atvejais, kai nuostoliai H. yra nepageidaujami (pavyzdžiui, transformatorių šerdyse, elektros mašinų statoriuose ir rotoriuose), naudojamos minkštos magnetinės medžiagos, turinčios mažą Hc ir mažą G kilpos plotą. Priešingai, magnetiškai kietos medžiagos, kurių Ns.

Didėjant kintamo magnetinio lauko dažniui (įmagnetinimo apsisukimo ciklų skaičiui per laiko vienetą), prie histerezės nuostolių pridedami kiti nuostoliai, susiję su sūkurinėmis srovėmis ir magnetiniu klampumu. Atitinkamai G. kilpos plotas didėja esant aukštiems dažniams. Tokia kilpa kartais vadinama dinamine kilpa, priešingai nei aukščiau aprašyta statinė kilpa.

Daugelis kitų feromagneto savybių priklauso nuo magnetinio momento, pavyzdžiui, elektrinės varžos ir mechaninės deformacijos. Magnetinio momento pasikeitimas sukelia ir šių savybių pasikeitimą. Atitinkamai, pavyzdžiui, galvanomagnetinis G., magnetostrikcinis G.

Dielektrinis hidrinimas paprastai stebimas feroelektrikuose, tokiuose kaip bario titanatas. Poliarizacijos P priklausomybė nuo elektrinio lauko stiprio E feroelektrikuose (3 pav.) yra panaši į M priklausomybę nuo H feromagnetuose ir paaiškinama spontaniškos elektrinės poliarizacijos buvimu, elektriniais domenais ir sunkumu pertvarkyti sritį. struktūra. Isterezės nuostoliai yra dauguma dielektriniai nuostoliai feroelektrikuose.

Kadangi kitos feroelektrikų charakteristikos, tokios kaip deformacija, yra susijusios su poliarizacija, kitos higrometrijos rūšys yra susijusios su dielektriniu higroskopiškumu, pavyzdžiui, pjezoelektrinis higroskopiškumas (4 pav.) ir elektrooptinis higroskopiškumas. Kai kuriais atvejais stebimos dvigubos dielektriko G. kilpos (5 pav.). Tai paaiškinama tuo, kad, veikiant elektriniam laukui, pavyzdyje vyksta fazinis perėjimas, persitvarkant kristalų struktūrai. Tokia dielektrinė higrometrija yra glaudžiai susijusi su histereze fazių perėjimų metu.

Elastinė histerezė, ty deformacijos ir mechaninio įtempio s priklausomybė nuo histerezės, stebima bet kuriose tikrose medžiagose esant pakankamai dideliems įtempiams (6 pav.). Tamprioji G. atsiranda kaskart, kai vyksta plastinė (neelastinga) deformacija (žr. Plastiškumas). Plastinę deformaciją sukelia defektų judėjimas, pavyzdžiui, išnirimai, kurie visada yra tikrose medžiagose. Priemaišos, intarpai ir kiti defektai, taip pat pati kristalinė gardelė linkę išlaikyti dislokaciją tam tikrose kristalo vietose. Todėl dislokacijai perkelti reikia pakankamo dydžio įtempių. Mechaninis apdirbimas ir priemaišų įvedimas lemia išnirimų prikibimą, dėl to medžiaga sukietėja, o esant dideliems įtempiams stebima plastinė deformacija ir elastinė deformacija. Energija, prarasta mėginyje per vieną ciklą, galiausiai naudojama mėginiui šildyti. Elastinės trinties praradimas prisideda prie vidinės trinties. Esant tamprioms deformacijoms, be histerezės, yra ir kitų nuostolių, pavyzdžiui, dėl klampumo. Šių nuostolių reikšmė, priešingai nei histerezės, priklauso nuo s (arba u) kitimo dažnio. Kartais „elastingo G“ sąvoka. yra naudojamas plačiau - jie kalba apie dinaminę elastinės G. kilpą, įskaitant visus nuostolius tam tikru dažniu.

Lit .: Kirensky L.V., Magnetizmas, 2 leidimas, M., 1967; Vonsovskis S. V., Šiuolaikinė magnetizmo doktrina, M. - L., 1952; Bozortas R., Feromagnetizmas, vert. iš anglų k., M., 1956; Iona F., Shirane D., Feroelektriniai kristalai, trans. iš anglų k., M., 1965; Postnikovas V.S., Vidinė trintis metaluose, Maskva, 1969; Fizinis enciklopedinis žodynas, t. 1, M., 1960 m.

A. P. Levanyukas, D. G. Sannikovas.