Kas ir histerēze, kādas ir šīs parādības priekšrocības un kaitējums
Jēdziena definīcija
Vārdam "histerēze" ir grieķu saknes, tas tulkojas kā atpaliek vai atpaliek. Šis termins tiek izmantots dažādās zinātnes un tehnoloģijas jomās. Vispārīgā nozīmē histerēzes jēdziens izceļas ar atšķirīgu sistēmas izturēšanos pretēju ietekmju ietekmē.
To var pateikt vienkāršākos vārdos. Pieņemsim, ka ir kāda veida sistēma, kuru var ietekmēt vairākos virzienos. Ja, darbojoties uz to virzienā uz priekšu, pēc izbeigšanas sistēma neatgriežas sākotnējā stāvoklī, bet tiek uzstādīta starpposma stāvoklī, tad, lai atgrieztos sākotnējā stāvoklī, ir jārīkojas citā virzienā ar zināmu spēku. Šajā gadījumā sistēmai ir histerēze.
Dažreiz šo parādību izmanto noderīgiem mērķiem, piemēram, lai izveidotu elementus, kas darbojas pie noteiktiem aktīvo spēku sliekšņiem un regulatoriem. Citos gadījumos histerēze ir kaitīga, apsveriet to praksē.
Hysterēze elektrotehnikā
Elektrotehnikā histerēze ir svarīga īpašība materiāliem, no kuriem tiek izgatavotas elektrisko mašīnu un aparātu serdes. Pirms turpināt skaidrojumus, apskatīsim galveno magnetizācijas līkni.
Attēlu šāda veida grafikā sauc arī par histerēzes cilpu.
Svarīgi! Šajā gadījumā mēs runājam par feromagnētu histerēzi, šeit tā ir materiāla iekšējās magnētiskās indukcijas nelineāra atkarība no ārējās magnētiskās indukcijas lieluma, kas ir atkarīga no elementa iepriekšējā stāvokļa.
Kad strāva plūst caur vadītāju ap pēdējo, magnētiskais un elektriskais lauks. Ja jūs vējāt vadu spolē un iziet caur to strāvu, jūs saņemat elektromagnētu. Ja jūs ievietojat serdi spoles iekšpusē, tad palielināsies tā induktivitāte, kā arī spēki, kas rodas ap to.
Kāpēc ir atkarīga histerēze? Attiecīgi kodols ir izgatavots no metāla, tā īpašības un magnetizācijas līkne ir atkarīga no tā veida.
Ja jūs izmantojat, piemēram, rūdītu tēraudu, tad histerēze būs plašāka. Izvēloties tā saucamos mīkstos magnētiskos materiālus - grafiks tiks sašaurināts. Ko tas nozīmē un kam tas paredzēts?
Fakts ir tāds, ka tad, kad šāda spole darbojas maiņstrāvas ķēdē, strāva plūst vienā vai otrā virzienā. Rezultātā un magnētisko spēku dēļ poli nepārtraukti svārstās.Spoles bez serdes principā tas notiek vienlaikus, bet ar kodolu lietas ir atšķirīgas. Tas tiek pakāpeniski magnetizēts, tā magnētiskā indukcija palielinās un pakāpeniski sasniedz gandrīz horizontālu grafika sadaļu, ko sauc par piesātinājuma sadaļu.
Pēc tam, ja jūs sākat mainīt strāvas un magnētiskā lauka virzienu, kodols būs jāmagnetē. Bet, ja jūs vienkārši izslēdzat strāvu un tādējādi noņemat magnētiskā lauka avotu, kodols joprojām paliks magnetizēts, kaut arī ne tik daudz. Nākamajā tabulā tas ir punkts “A”. Lai to demagnetizētu līdz sākotnējam stāvoklim, ir nepieciešams radīt negatīvu magnētiskā lauka stiprumu. Tas ir punkts “B”. Attiecīgi strāvai spolē vajadzētu plūst pretējā virzienā.
Magnētiskā lauka stipruma vērtību pilnīgai serdes demagnetizācijai sauc par piespiešanas spēku, un jo mazāks tas ir, jo labāk šajā gadījumā.
Magnetizācijas pagriešana pretējā virzienā notiks līdzīgi, bet jau gar cilpas apakšējo filiāli. Tas ir, strādājot maiņstrāvas ķēdē, daļa enerģijas tiks iztērēta serdes magnetizācijas apgriezienam. Tas noved pie tā, ka tiek samazināta elektromotora un transformatora efektivitāte. Attiecīgi tas noved pie tā sildīšanas.
Svarīgi! Jo mazāks ir histerēze un piespiedu spēks, jo mazāki ir kodolmagnetizācijas maiņas zudumi.
Papildus iepriekš minētajam, histerēze ir raksturīga arī releju un citu elektromagnētisko komutācijas ierīču darbībai. Piemēram, brauciet un pagrieziet strāvu. Kad relejs ir izslēgts, lai tas darbotos, jums jāpieliek noteikta strāva. Šajā gadījumā tā turēšanas strāva ieslēgtā stāvoklī var būt daudz zemāka nekā pārslēgšanas strāva. Tas izslēgsies tikai tad, kad strāva nokrītas zem turēšanas strāvas.
Hysterēze elektronikā
Elektroniskajās ierīcēs histerēze veic galvenokārt noderīgas funkcijas. Pieņemsim, ka tas tiek izmantots sliekšņa elementos, piemēram, salīdzinātājos un Schmidt trigeros. Zemāk redzat tā stāvokļu diagrammu:
Tas ir nepieciešams gadījumos, kad ierīce darbojas, kad tiek sasniegts signāls X, pēc tam signāls var sākt samazināties un ierīce neizslēdzas, kamēr signāls nenokrīt līdz līmenim Y. Šo risinājumu izmanto, lai nomāktu kontaktu atlēcienu, iejaukšanās un izlases veida pārrāvumi, kā arī dažādos kontrolieros.
Piemēram, termostats vai temperatūras regulators. Parasti tā darbības princips ir apkures (vai dzesēšanas) ierīces izslēgšana laikā, kad temperatūra telpā vai citā vietā ir sasniegusi iepriekš noteiktu līmeni.
Apsveriet divas iespējas, kā strādāt īsi un vienkārši:
- Nav histerēzes. Ieslēdziet un izslēdziet noteiktā temperatūrā. Šeit ir nianses. Ja iestatīsit temperatūras regulatoru uz 22 grādiem un sildīsit istabu līdz šim līmenim, tad, tiklīdz telpa būs 22, tā izslēgsies, un, kad tā pazemināsies līdz 21, tā ieslēgsies. Tas ne vienmēr ir pareizais lēmums, jo jūsu kontrolētā ierīce pārāk bieži ieslēgsies un izslēgsies. Turklāt lielākajā daļā mājsaimniecības un daudzu ražošanas uzdevumu nav vajadzīgs tik skaidrs temperatūras atbalsts.
- Ar histerēzi. Lai izdarītu noteiktu plaisu pieļaujamo regulējamo parametru diapazonā, tiek izmantota histerēze. Tas ir, ja jūs iestatāt temperatūru līdz 22 grādiem, tad, tiklīdz tā tiek sasniegta, sildītājs izslēgsies. Pieņemsim, ka kontrolierī histerēze ir iestatīta uz 3 grādu atstarpi, tad sildītājs atkal darbosies tikai tad, kad gaisa temperatūra pazeminās līdz 19 grādiem.
Dažreiz šo plaisu koriģē pēc jūsu ieskatiem. Vienkāršā dizainā tiek izmantotas bimetāla plāksnes.
Visbeidzot, mēs iesakām noskatīties noderīgu videoklipu, kurā pastāstīts, kas ir histerēze un kā jūs to varat izmantot:
Mēs pārbaudījām histerēzes parādību un pielietojumu elektrikā.Rezultāts ir šāds: elektriskajā piedziņā un transformatoros tam ir kaitīga ietekme, un elektronikā un dažādos regulatoros tas arī atrod noderīgu pielietojumu. Mēs ceram, ka sniegtā informācija jums bija noderīga un interesanta!
Saistītie materiāli:
Notiek ielāde ...
