Mikä on hystereesi, mitkä ovat tämän ilmiön hyödyt ja haitat
Määritelmä käsitteelle
Sanalla "Hystereesi" on kreikkalaiset juuret, se tarkoittaa kääntyvää tai jälkeenjäänyttä. Tätä termiä käytetään useilla tieteen ja tekniikan aloilla. Yleisessä mielessä hystereesin käsite erotetaan järjestelmän erilaisesta käyttäytymisestä vastakkaisten vaikutusten alla.
Tämä voidaan sanoa yksinkertaisemmilla sanoilla. Oletetaan, että on jonkinlainen järjestelmä, johon voidaan vaikuttaa moniin suuntiin. Jos toimiessaan sitä eteenpäin, päättymisen jälkeen, järjestelmä ei palaa alkuperäiseen tilaansa, vaan on asennettu välitilaan, niin alkuperäiseen tilaansa palaamiseksi on tarpeen toimia toiseen suuntaan jollain voimalla. Tässä tapauksessa järjestelmässä on hystereesi.
Joskus tätä ilmiötä käytetään hyödyllisiin tarkoituksiin, esimerkiksi sellaisten elementtien luomiseen, jotka toimivat toimivien voimien tietyillä kynnysarvoilla ja säätimille. Muissa tapauksissa hystereesi on haitallista, ota tämä huomioon käytännössä.
Hystereesi sähkötekniikassa
Sähkötekniikassa hystereesi on tärkeä ominaisuus materiaaleille, joista sähkökoneiden ja laitteiden ytimet valmistetaan. Ennen kuin jatkat selityksiä, katsotaan ydinmagnetointikäyrää.
Tällaisen kuvaajan kuvaa kutsutaan myös hystereesi-silmukkana.
Tärkeää! Tässä tapauksessa puhutaan ferromagneettien hystereesistä, tässä on kyse materiaalin sisäisen magneettisen induktion epälineaarisesta riippuvuudesta ulkoisen magneettisen induktion suuruudessa, joka riippuu elementin aikaisemmasta tilasta.
Kun virta virtaa johtimen läpi viimeksi mainitun ympärillä, magneettinen ja sähkökenttä. Jos käämität langan kelaan ja kuljet virran sen läpi, saat sähkömagneetin. Jos laitat ytimen kelan sisään, niin sen induktanssi, samoin kuin sen ympärille syntyvät voimat, kasvaa.
Miksi hystereesi riippuu? Siksi ydin on valmistettu metallista, sen ominaisuudet ja magnetointikäyrä riippuvat sen tyypistä.
Jos käytät esimerkiksi karkaistua terästä, hystereesi on leveämpi. Kun valitset ns. Pehmeitä magneettimateriaaleja - aikataulu supistuu. Mitä tämä tarkoittaa ja mihin se on tarkoitettu?
Tosiasia on, että kun tällainen kela toimii vaihtovirtapiirissä, virta virtaa yhteen tai toiseen suuntaan. Seurauksena ja magneettiset voimat, pylväät liukuvat jatkuvasti.Ydimättömässä kelassa tämä tapahtuu periaatteessa samaan aikaan, mutta ytimen kanssa asiat ovat erilaiset. Se magnetoidaan vähitellen, sen magneettinen induktio kasvaa ja asteittain saavuttaa kuvaajan melkein vaakasuoran osan, jota kutsutaan kylläisyysjaksona.
Sen jälkeen, jos alat muuttaa virran ja magneettikentän suuntaa, ydin on magnetoitava. Mutta jos sammutat virran ja poistat siten magneettikentän lähteen, ydin pysyy silti magnetoituneena, vaikkakaan ei niin paljon. Seuraavassa taulukossa tämä on kohta “A”. Sen magnetoimiseksi alkuperäiseen tilaansa on välttämätöntä luoda negatiivinen magneettikentän voimakkuus. Tämä on kohta “B”. Siksi kelan virran tulisi virtata vastakkaiseen suuntaan.
Magneettikentän voimakkuuden arvoa ytimen täydellisessä demagnetoinnissa kutsutaan pakkovoimaksi ja mitä pienempi se on, sitä parempi tässä tapauksessa.
Magnetisoitumisen kääntö vastakkaiseen suuntaan tapahtuu samalla tavalla, mutta jo silmukan alahaaraa pitkin. Toisin sanoen, kun työskentelet vaihtovirtapiirissä, osa energiasta kuluu ytimen magnetointikäännökseen. Tämä johtaa siihen, että sähkömoottorin ja muuntajan hyötysuhde heikkenee. Vastaavasti tämä johtaa sen kuumenemiseen.
Tärkeää! Mitä pienempi hystereesi ja pakkovoima, sitä pienempi on ytimen magnetoitumisen kääntymisen menetys.
Edellä mainitun lisäksi hystereesi on ominaista myös releiden ja muiden sähkömagneettisten kytkentälaitteiden toiminnalle. Esimerkiksi laukaisu ja käännä virta. Kun rele on pois päältä, sinun on käytettävä tietty virta, jotta se toimii. Tässä tapauksessa sen pitämisen virta päällä-tilassa voi olla paljon alhaisempi kuin kytkentävirta. Se sammuu vain, kun virta laskee pitovirran alapuolelle.
Hystereesi elektroniikassa
Elektronisissa laitteissa hystereesi suorittaa pääasiassa hyödyllisiä toimintoja. Oletetaan, että tätä käytetään kynnyselementeissä, esimerkiksi vertailukohteissa ja Schmidtin liipaisimissa. Alla näet kaavion sen tiloista:
Tämä on tarpeen tapauksissa, joissa laite toimii signaalin X saavuttamisen jälkeen, jonka jälkeen signaali voi alkaa heikentyä ja laite ei sammu, ennen kuin signaali laskee tasolle Y. Tätä ratkaisua käytetään kosketuspoimintojen estämiseen, häiriö ja satunnaiset purskeet, samoin kuin erilaisissa ohjaimissa.
Esimerkiksi termostaatti tai lämpötilansäädin. Yleensä sen toimintaperiaatteena on kytkeä lämmitys- (tai jäähdytys) laite pois päältä aikaan, kun huoneen tai muun paikan lämpötila on saavuttanut ennalta määrätyn tason.
Harkitse kahta vaihtoehtoa työskennellä lyhyesti ja yksinkertaisesti:
- Ei hystereesiä. Kytke päälle ja pois tietyssä lämpötilassa. Täällä on vivahteita. Jos asetat lämpötilansäätimen 22 asteeseen ja lämmität huoneen tälle tasolle, heti kun huone on 22, se sammuu ja kun se laskee takaisin 21: een, se kytkeytyy päälle. Tämä ei ole aina oikea ratkaisu, koska ohjattava laite kytkeytyy päälle ja pois päältä liian usein. Lisäksi useimmissa kotimaisissa ja monissa tuotantotehtävissä ei tarvita sellaista selkeää lämpötilatukea.
- Hystereesi kanssa. Hystereesiä käytetään tietyn aukon luomiseen säädettävien parametrien alueelle. Eli jos asetat lämpötilan 22 asteeseen, lämmitin sammuu heti, kun se on saavutettu. Oletetaan, että säätimen hystereesi on asetettu 3 asteen rakoon, jolloin lämmitin toimii jälleen vasta, kun ilman lämpötila laskee 19 asteeseen.
Joskus tätä aukkoa mukautetaan harkintasi mukaan. Yksinkertaisissa malleissa käytetään bimetallilevyjä.
Lopuksi suosittelemme katsomaan hyödyllistä videota, joka kertoo mitä hystereesi on ja miten sitä voidaan käyttää:
Tutkimme hystereesin ilmiötä ja soveltamista sähköalalla.Tulos on seuraava: sähkökäytössä ja muuntajassa sillä on haitallinen vaikutus, ja myös elektroniikassa ja erilaisissa säätimissä se löytää hyödyllisen sovelluksen. Toivomme annettujen tietojen olevan hyödyllisiä ja mielenkiintoisia sinulle!
Aiheeseen liittyvät materiaalit:
Ladataan ...
