Histerezis nedir, bu fenomenin yararları ve zararları nelerdir
Bir kavramın tanımı
"Histerezis" kelimesinin Yunanca kökü vardır, geride ya da geride kalır. Bu terim, bilim ve teknolojinin çeşitli alanlarında kullanılmaktadır. Genel anlamda, histerezis kavramı sistemin ters etkiler altındaki farklı davranışı ile ayırt edilir.
Bu daha basit kelimelerle söylenebilir. Birkaç yönden etkilenebilecek bir tür sistem olduğunu varsayalım. İleri yönde hareket ederken, sonlandırmadan sonra, sistem orijinal durumuna geri dönmez, ancak bir ara duruma monte edilirse, orijinal durumuna geri dönmek için, bir miktar kuvvetle başka bir yönde hareket etmek gerekir. Bu durumda, sistemin histerezisi vardır.
Bazen bu fenomen, örneğin, kuvvetlerin belirli eşik değerlerinde ve regülatörler için çalışan elemanlar oluşturmak için yararlı amaçlar için kullanılır. Diğer durumlarda, histerezis zararlıdır, bunu pratikte düşünün.
Elektrik Mühendisliğinde Histerezis
Elektrik mühendisliğinde, histerezis elektrikli makine ve aparatların maçalarının yapıldığı malzemeler için önemli bir özelliktir. Açıklamalara devam etmeden önce, çekirdek mıknatıslama eğrisine bakalım.
Bu tür bir grafikteki görüntüye histerezis döngüsü de denir.
Önemli! Bu durumda, feromıknatısların histerezinden bahsediyoruz, burada malzemenin dahili manyetik indüksiyonunun, elemanın önceki durumuna bağlı olan harici manyetik indüksiyonun büyüklüğüne doğrusal olmayan bir bağımlılığıdır.
Akım, ikincisinin etrafındaki bir iletkenden geçtiğinde, manyetik ve Elektrik alanı. Teli bir bobine sarar ve içinden akım geçirirseniz, bir elektromıknatıs alırsınız. Bobinin içine bir çekirdek koyarsanız, endüktansı ve çevresinde ortaya çıkan kuvvetler artacaktır.
Histerezis neden bağlıdır? Buna göre, çekirdek metalden yapılır, özellikleri ve mıknatıslanma eğrisi türüne bağlıdır.
Örneğin sertleştirilmiş çelik kullanırsanız, histerezis daha geniş olacaktır. Sözde yumuşak manyetik malzemeler seçerken - program daraltılacaktır. Bu ne anlama geliyor ve ne için?
Gerçek şu ki, böyle bir bobin alternatif bir akım devresinde çalıştığında, akım bir yönde akar. Sonuç olarak ve manyetik kuvvetler, kutuplar sürekli ters çevrilir.Çekirdeksiz bir bobinde, bu prensipte aynı zamanda olur, ancak çekirdek ile işler farklıdır. Yavaş yavaş mıknatıslanır, manyetik indüksiyonu artar ve yavaş yavaş grafiğin doygunluk bölümü olarak adlandırılan neredeyse yatay bir bölümüne ulaşır.
Bundan sonra, akımın ve manyetik alanın yönünü değiştirmeye başlarsanız, çekirdeğin mıknatıslanması gerekir. Ancak sadece akımı kapatır ve böylece manyetik alanın kaynağını kaldırırsanız, çekirdek çok fazla olmasa da yine de mıknatıslanmış kalır. Aşağıdaki grafikte bu, “A” noktasıdır. Başlangıç durumuna manyetikliğini gidermek için, negatif bir manyetik alan kuvveti oluşturmak gerekir. Bu “B” noktası. Buna göre, bobindeki akım ters yönde akmalıdır.
Çekirdeğin tamamen manyetikliğini gidermek için manyetik alan kuvvetinin değerine zorlayıcı kuvvet denir ve ne kadar az olursa, bu durumda o kadar iyidir.
Ters yönde mıknatıslanma tersine benzer şekilde, ancak zaten ilmiğin alt dalı boyunca gerçekleşecektir. Yani, alternatif bir akım devresinde çalışırken, enerjinin bir kısmı çekirdeğin mıknatıslanma tersine harcanacaktır. Bu, elektrik motorunun ve transformatörün verimliliğinin azalmasına yol açar. Buna göre, bu ısınmasına yol açar.
Önemli! Histerezis ve zorlayıcı kuvvet ne kadar küçük olursa, çekirdeğin mıknatıslanma tersine dönüş kaybı o kadar düşük olur.
Yukarıdakilere ek olarak, histerezis rölelerin ve diğer elektromanyetik anahtarlama cihazlarının çalışmasının da karakteristiğidir. Örneğin, açma ve dönüş akımı. Röle kapalıyken çalışması için belirli bir akım uygulamanız gerekir. Bu durumda, açık durumda tutma akımı, anahtarlama akımından çok daha düşük olabilir. Sadece akım tutma akımının altına düştüğünde kapanacaktır.
Elektronikte Histerezis
Elektronik cihazlarda histerezis esas olarak faydalı işlevler taşır. Bunun eşik elemanlarında, örneğin karşılaştırıcılarda ve Schmidt tetikleyicilerinde kullanıldığını varsayalım. Aşağıda durumlarının bir grafiğini görüyorsunuz:
Bu, cihazın X sinyaline ulaşıldığında çalıştığı ve bundan sonra sinyalin azalmaya başlayabileceği ve sinyal Y seviyesine düşene kadar cihaz kapanmadığı durumlarda gereklidir. Bu çözüm temas sıçramasını bastırmak için kullanılır, girişim ve rasgele patlamaların yanı sıra çeşitli kontrolörlerde.
Örneğin, bir termostat veya bir sıcaklık kontrolörü. Genellikle etki prensibi, odadaki veya başka bir yerdeki sıcaklığın önceden belirlenmiş bir seviyeye ulaştığı bir zamanda ısıtma (veya soğutma) cihazını kapatmaktır.
Kısa ve basit bir şekilde çalışmak için iki seçeneği göz önünde bulundurun:
- Histeresiz yok. Belirli bir sıcaklıkta açın ve kapatın. Burada nüanslar var. Sıcaklık regülatörünü 22 dereceye ayarlar ve odayı bu seviyeye ısıtırsanız, oda 22 olur olmaz kapanır ve 21'e düştüğünde açılır. Bu her zaman doğru karar değildir, çünkü kontrollü cihazınız çok sık açılıp kapanacaktır. Buna ek olarak, çoğu yerli ve birçok üretim görevinde böyle net bir sıcaklık desteğine gerek yoktur.
- Histerezis ile. İzin verilen ayarlanabilir parametre aralığında belirli bir boşluk oluşturmak için histerezis kullanılır. Yani, sıcaklığı 22 dereceye ayarlarsanız, o zaman ulaşılır ulaşılmaz, ısıtıcı kapanacaktır. Kontrolördeki histerezisin 3 derecelik bir boşluğa ayarlandığını varsayalım, ısıtıcı sadece hava sıcaklığı 19 dereceye düştüğünde tekrar çalışacaktır.
Bazen bu boşluk sizin takdirinize göre ayarlanır. Basit tasarımlarda, bimetalik plakalar kullanılır.
Son olarak, histerezinin ne olduğunu ve nasıl kullanabileceğinizi anlatan yararlı bir video izlemenizi öneririz:
Elektrikte histerezis olgusunu ve uygulamasını inceledik.Sonuç şu şekildedir: bir elektrikli sürücü ve transformatörlerde zararlı bir etkiye sahiptir ve elektronik ve çeşitli regülatörlerde de yararlı uygulama bulur. Sağlanan bilgilerin sizin için yararlı ve ilginç olduğunu umuyoruz!
İlgili malzemeler:
Yükleniyor...
