Hva er hysterese, hva er fordelene og skadene ved dette fenomenet?
Definisjon av et konsept
Ordet "Hysterese" har greske røtter, det oversettes som hengende eller henger etter. Dette begrepet brukes innen forskjellige felt av vitenskap og teknologi. I generell forstand skilles begrepet hysterese av systemets forskjellige atferd under motsatte påvirkninger.
Dette kan sies med enklere ord. Anta at det er et slags system som kan påvirkes i flere retninger. Hvis systemet etter terminering ikke virker tilbake til sin opprinnelige tilstand, men er installert i en mellomtilstand, for å komme tilbake til sin opprinnelige tilstand, er det nødvendig å handle i en annen retning med en viss kraft. I dette tilfellet har systemet hysterese.
Noen ganger brukes dette fenomenet til nyttige formål, for eksempel for å lage elementer som fungerer ved visse terskelverdier for de fungerende kreftene og for regulatorene. I andre tilfeller er hysterese skadelig, vurder dette i praksis.
Hysterese i elektroteknikk
I elektroteknikk er hysterese en viktig egenskap for materialene som kjernene til elektriske maskiner og apparater er laget av. La oss se på kjernemagnetiseringskurven før du fortsetter med forklaringene.
Et bilde på en graf av denne typen kalles også en hysteresesløyfe.
Viktig! I dette tilfellet snakker vi om hysterese av feromagneter, her er det en ikke-lineær avhengighet av den indre magnetiske induksjonen av materialet på størrelsen til den eksterne magnetiske induksjonen, som avhenger av den forrige tilstanden til elementet.
Når strøm flyter gjennom en leder rundt sistnevnte, magnetisk og elektrisk felt. Hvis du slynger ledningen inn i en spole og fører strøm gjennom den, får du en elektromagnet. Hvis du legger en kjerne i spolen, vil induktansen øke, så vel som kreftene som oppstår rundt den.
Hvorfor er hysterese avhengig? Følgelig er kjernen laget av metall, dens egenskaper og magnetiseringskurven avhenger av dens type.
Bruker du for eksempel herdet stål, vil hysteresen være bredere. Når du velger de såkalte myke magnetiske materialene - vil planen bli innsnevret. Hva betyr dette og hva er det for?
Faktum er at når en slik spole opererer i en vekselstrømskrets, strømmer strøm i en eller annen retning. Som et resultat, og magnetiske krefter, flipper polene konstant.I en koreless spole skjer dette i prinsippet samtidig, men ting er forskjellige med kjernen. Den magnetiseres gradvis, dens magnetiske induksjon øker og når gradvis en nesten horisontal seksjon av grafen, som kalles metningsseksjonen.
Etter det, hvis du begynner å endre retningen på strømmen og magnetfeltet, må kjernen magnetiseres. Men hvis du bare slår av strømmen og derved fjerner kilden til magnetfeltet, vil kjernen fortsatt forbli magnetisert, selv om det ikke er så mye. I det følgende diagrammet er dette punktet "A". For å avmagnetisere den til dens opprinnelige tilstand, er det nødvendig å skape en negativ magnetisk feltstyrke. Dette er punkt “B”. Følgelig skal strømmen i spolen flyte i motsatt retning.
Verdien av magnetfeltstyrken for fullstendig demagnetisering av kjernen kalles tvangskraften, og jo mindre den er, jo bedre er i dette tilfellet.
Reversering av magnetisering i motsatt retning vil skje på lignende måte, men allerede langs den nedre grenen av løkken. Det vil si at når du arbeider i en vekselstrømskrets, vil en del av energien bli brukt på magnetisering reversering av kjernen. Dette fører til at effektiviteten til den elektriske motoren og transformatoren reduseres. Følgelig fører dette til oppvarming.
Viktig! Jo mindre hysterese og tvangskraft, desto lavere tap av magnetisering reversering av kjernen.
I tillegg til det ovennevnte er hysterese også karakteristisk for driften av reléer og andre elektromagnetiske koblingsanordninger. For eksempel tur og turstrøm. Når stafetten er av, for at den skal fungere, må du bruke en viss strøm. I dette tilfellet kan strømmen til holdingen i på-tilstand være mye lavere enn koblingsstrømmen. Den slås av bare når strømmen synker under holdestrømmen.
Hysterese i elektronikk
På elektroniske apparater har hysterese hovedsakelig nyttige funksjoner. Anta at dette brukes i terskelelementer, for eksempel komparatorer og Schmidt-triggere. Nedenfor ser du en graf over tilstandene:
Dette er nødvendig i tilfeller der enheten fungerer når signalet X er nådd, hvoretter signalet kan begynne å avta og enheten ikke slås av før signalet synker til nivå Y. Denne løsningen brukes til å undertrykke kontaktvisningen, innblanding og tilfeldige utbrudd, så vel som i forskjellige kontrollere.
For eksempel en termostat eller en temperaturregulator. Vanligvis er handlingsprinsippet å skru av varme- eller kjøleinnretningen på et tidspunkt når temperaturen i rommet eller andre steder har nådd et forhåndsbestemt nivå.
Vurder to alternativer for å jobbe kort og enkelt:
- Ingen hysterese. Slå av og på ved en gitt temperatur. Det er noen nyanser her. Hvis du setter temperaturregulatoren til 22 grader og varmer rommet til dette nivået, så så snart rommet er 22 vil det slå seg av, og når det synker tilbake til 21 vil det slå seg på. Dette er ikke alltid den riktige avgjørelsen, fordi den kontrollerte enheten din slås av og på for ofte. I tillegg er det i de fleste innenlandske og mange produksjonsoppgaver ikke behov for en så tydelig temperaturstøtte.
- Med hysterese. For å lage et visst gap i det tillatte området justerbare parametere, brukes hysterese. Det vil si at hvis du setter temperaturen på 22 grader, vil varmeapparatet slå seg av så snart det er nådd. Anta at hysteresen i regulatoren er satt til et gap på 3 grader, så vil varmeren bare fungere igjen når lufttemperaturen synker til 19 grader.
Noen ganger justeres dette gapet etter eget skjønn. I enkle design brukes bimetallplater.
Til slutt anbefaler vi å se en nyttig video som forteller deg hva hysterese er og hvordan du kan bruke den:
Vi undersøkte fenomenet og anvendelsen av hysterese i elektrikk.Resultatet er som følger: i en elektrisk stasjon og transformatorer har det en skadelig effekt, og innen elektronikk og forskjellige regulatorer finner den også nyttig anvendelse. Vi håper informasjonen som ble gitt var nyttig og interessant for deg!
Relaterte materialer:
Laster ...
