Što je histereza, koje su prednosti i štete od ovog fenomena
Definicija pojma
Riječ "histeresis" ima grčko korijenje, prevodi se kao zaostajanje ili zaostajanje. Ovaj se pojam koristi u raznim područjima znanosti i tehnologije. U općenitom smislu, pojam histereze razlikuje se različitim ponašanjem sustava pod suprotnim utjecajima.
To se može reći jednostavnijim riječima. Pretpostavimo da postoji neka vrsta sustava na koju se može utjecati u više pravaca. Ako se, kada se na njega djeluje u smjeru prema naprijed, nakon zaustavljanja, sustav ne vrati u prvobitno stanje, već se postavi u srednje stanje, tada je za povratak u prvobitno stanje potrebno s nekom silom djelovati u drugom smjeru. U ovom slučaju sustav ima histerezu.
Ponekad se ovaj fenomen koristi u korisne svrhe, na primjer, za stvaranje elemenata koji djeluju na određene granične vrijednosti djelujućih sila i za regulatore. U drugim slučajevima, histereza je štetna, razmotrite to u praksi.
Histereza u elektrotehnici
U elektrotehnici je histereza važna karakteristika za materijale od kojih se izrađuju jezgre električnih strojeva i uređaja. Prije nego što nastavimo s objašnjenjima, pogledajmo krivulju magnetizacije jezgre.
Slika na grafu ove vrste naziva se i petljom histereze.
Važno! U ovom slučaju govorimo o histerezi feromagneta, ovdje se radi o nelinearnoj ovisnosti unutarnje magnetske indukcije materijala o veličini vanjske magnetske indukcije, koja ovisi o prethodnom stanju elementa.
Kada struja teče kroz vodič oko potonjeg, magnetski i električno polje, Ako namotate žicu u zavojnicu i prođete kroz nju struju, dobit ćete elektromagnet. Ako stavite jezgru unutar zavojnice, tada će se povećati njena induktivnost, kao i sile koje nastaju oko nje.
Zašto ovisi o histerezi? Prema tome, jezgra je izrađena od metala, njezine karakteristike i krivulja magnetizacije ovise o njezinoj vrsti.
Ako koristite, na primjer, kaljeni čelik, tada će histereza biti šira. Kada odaberete takozvane meke magnetske materijale - raspored će biti sužen. Što to znači i čemu služi?
Činjenica je da kada takav svitak djeluje u krugu izmjenične struje, struja teče u jednom ili drugom smjeru. Kao rezultat toga, i magnetske sile, motke se neprestano okreću.U bezjezgrenoj zavojnici to se u načelu događa istovremeno, ali s jezgrom su stvari drugačije. Postepeno se magnetizira, povećava se njegova magnetska indukcija i postupno doseže gotovo vodoravni presjek grafikona, koji se naziva odsjek zasićenja.
Nakon toga, ako počnete mijenjati smjer struje i magnetsko polje, jezgru ćete morati magnetizirati. Ali ako jednostavno isključite struju i na taj način uklonite izvor magnetskog polja, jezgra će i dalje ostati magnetizirana, iako ne toliko. U sljedećem grafikonu, to je točka "A". Da bi se demagnetizirala u početno stanje potrebno je stvoriti negativnu jakost magnetskog polja. To je točka „B“. Prema tome, struja u zavojnici trebala bi teći u suprotnom smjeru.
Vrijednost jačine magnetskog polja za potpunu demagnetizaciju jezgre naziva se sila prisile i što je manje, to je bolje u ovom slučaju.
Obrtanje magnetizacije u suprotnom smjeru odvijat će se slično, ali već duž donje grane petlje. Odnosno, kada radimo u izmjeničnom krugu, dio energije će se potrošiti na magnetizacijsku preokret jezgre. To dovodi do činjenice da je učinkovitost elektromotora i transformatora smanjena. Prema tome, to dovodi do njegovog zagrijavanja.
Važno! Što je manja histereza i sila prisile, manji je gubitak obrnutog magnetiziranja jezgre.
Pored navedenog, histereza je karakteristična i za rad releja i drugih uređaja za elektromagnetsko prebacivanje. Na primjer, struja i okretanje struje. Kad je relej isključen, kako bi radio, morate primijeniti određenu struju. U ovom slučaju, struja njegovog zadržavanja u uključenom stanju može biti puno manja od komutacijske struje. Isključit će se samo kada struja padne ispod zadržavajuće struje.
Histereza u elektronici
U elektroničkim uređajima histereza ima uglavnom korisne funkcije. Pretpostavimo da se to koristi u elementima praga, na primjer, komparatorima i Schmidtovim okidačima. Ispod vidite grafikon njegovih stanja:
To je potrebno u slučajevima kada uređaj djeluje kada je signal X postignut, nakon čega se signal može početi smanjivati i uređaj se ne isključuje dok signal ne padne na razinu Y. Ovo rješenje se koristi za suzbijanje odskoka kontakta, interferencija i slučajnim rafalima, kao i u raznim kontrolerima.
Na primjer, termostat ili regulator temperature. Obično je njegov princip rada isključenje uređaja za grijanje (ili hlađenje) u vrijeme kada je temperatura u sobi ili na drugom mjestu dosegla unaprijed određenu razinu.
Razmislite o dvije mogućnosti rada kratko i jednostavno:
- Nema histereze. Uključite i isključite na zadanoj temperaturi. Ovdje postoje nijanse. Ako postavite regulator temperature na 22 stupnja i zagrijavate prostoriju na ovu razinu, tada će se soba ugasiti, a kad padne na 21, uključit će se. To nije uvijek ispravna odluka, jer će se vaš kontrolirani uređaj prečesto uključivati i isključivati. Osim toga, u većini domaćih i mnogim proizvodnim zadacima nema potrebe za tako jasnom temperaturnom podrškom.
- Uz histerezu. Da bi se napravio određeni jaz u dozvoljenom rasponu podesivih parametara, koristi se histereza. To jest, ako postavite temperaturu na 22 stupnja, tada čim se dostigne, grijač će se isključiti. Pretpostavimo da je histereza u regulatoru postavljena na razmak od 3 stupnja, tada će grijač ponovno raditi tek kada temperatura zraka padne na 19 stupnjeva.
Ponekad se ta praznina prilagođava vašem nahođenju. U jednostavnim izvedbama koriste se bimetalne ploče.
Na kraju, preporučujemo vam da pogledate koristan video koji vam govori što je histereza i kako to možete koristiti:
Ispitali smo pojavu i primjenu histereze u elektricama.Rezultat je sljedeći: u električnom pogonu i transformatorima ima štetan učinak, a u elektronici i raznim regulatorima nalazi korisnu primjenu. Nadamo se da su vam pruženi podaci bili korisni i zanimljivi!
Srodni materijali:
Učitavanje ...
