Mi a hiszterézis, milyen előnyei és hátrányai vannak ennek a jelenségnek?
A fogalom meghatározása
A "hiszterézis" szó görög gyökereivel fordul, elmaradva vagy lemaradva. Ezt a kifejezést a tudomány és a technológia különféle területein használják. Általános értelemben a hiszterézis fogalmát megkülönbözteti a rendszer eltérő viselkedése ellentétes hatások mellett.
Ezt egyszerűbb szavakkal lehet megmondani. Tegyük fel, hogy van valami rendszer, amely több irányba befolyásolható. Ha az előremeneti irányban történő működés után a lezárás után a rendszer nem tér vissza az eredeti állapotába, hanem egy közbenső állapotba van beszerelve, akkor az eredeti állapotba való visszatéréshez valamilyen erővel más irányba kell cselekednie. Ebben az esetben a rendszer hiszterézissel rendelkezik.
Időnként ezt a jelenséget hasznos célokra használják, például olyan elemek létrehozására, amelyek működnek az aktív erők bizonyos küszöbértékein és a szabályozók számára. Más esetekben a hiszterézis káros, fontolja meg ezt a gyakorlatban.
Hiszterézis az elektrotechnikában
Az elektrotechnika területén a hiszterézis fontos tulajdonság az anyagok számára, amelyekből az elektromos gépek és készülékek magokat készülnek. A magyarázatok folytatása előtt nézzük meg a magmágnesezési görbét.
Az ilyen grafikonon lévő képet hiszterézis huroknak is hívják.
Fontos! Ebben az esetben a feromágnesek hiszteréziséről van szó, itt az anyag belső mágneses indukciójának nemlineáris függése a külső mágneses indukció nagyságától, amely az elem korábbi állapotától függ.
Amikor az áram egy vezetőn keresztül áramlik az utóbbi körül, egy mágneses és elektromos mező. Ha a vezetéket egy tekercsre tekercseli és áramot ad át rajta, kap egy elektromágnest. Ha egy magot helyez a tekercs belsejébe, akkor az induktivitása, valamint a körülötte felmerülő erők növekedni fognak.
Miért függ a hiszterézis? Ennek megfelelően a mag fémből készül, jellemzői és a mágnesezési görbe típusától függ.
Ha például edzett acélt használ, akkor a hiszterézis szélesebb lesz. Az úgynevezett lágy mágneses anyagok kiválasztásakor az ütemterv szűkül. Mit jelent ez és mit jelent?
A helyzet az, hogy amikor egy ilyen tekercs váltakozó áramú áramkörben működik, akkor az áram egy vagy másik irányba áramlik. Ennek eredményeként, és a mágneses erők, a pólusok folyamatosan flip.Egy mag nélküli tekercsben ez elvben egyszerre történik, de a maggal más dolgok vannak. Fokozatosan mágnesesedik, mágneses indukciója növekszik, és fokozatosan eléri a gráf szinte vízszintes szakaszát, amelyet telítési szakasznak hívnak.
Ezután, ha elkezdi megváltoztatni az áram irányát és a mágneses teret, a magot mágnesezni kell. De ha kikapcsolja az áramot, és ezzel eltávolítja a mágneses mező forrását, akkor a mag továbbra is mágnesezve marad, bár nem annyira. A következő táblázatban ez az „A” pont. Annak mágneseztetéséhez, hogy az eredeti állapotba kerüljön, létre kell hozni egy negatív mágneses erőt. Ez a „B” pont. Ennek megfelelően a tekercsben lévő áramnak ellenkező irányba kell áramolnia.
A mag teljes mágnesezéséhez szükséges mágneses térerősség értékét kényszerítő erőnek nevezzük, és minél kevesebb, annál jobb ebben az esetben.
Az ellenkező irányú mágneseztetés visszafordítása hasonlóképpen történik, de már a hurok alsó ágán. Vagyis váltakozó áramú áramkörben dolgozva az energia egy részét a mag mágneseztetésének megfordítására fordítják. Ez ahhoz vezet, hogy az elektromos motor és a transzformátor hatékonysága csökken. Ennek megfelelően ez melegítéshez vezet.
Fontos! Minél kisebb a hiszterézis és a kényszerítő erő, annál kisebb a veszteség a mag mágnesesedésének megfordításában.
A fentieken túl a hiszterézis a relék és más elektromágneses kapcsolóberendezések működésére is jellemző. Például, indítsa el és kapcsolja be az áramot. Ha a relé ki van kapcsolva, hogy működjön, be kell állítania egy bizonyos áramot. Ebben az esetben a bekapcsolt állapotban tartásának árama sokkal alacsonyabb lehet, mint a kapcsolási áram. Csak akkor kapcsol ki, amikor az áram a tartóáram alá esik.
Hiszterézis az elektronikában
Az elektronikus eszközökben a hiszterézis főként hasznos funkciókat hordoz. Tegyük fel, hogy ezt küszöb elemekben, például összehasonlítókban és Schmidt triggerekben használják. Az alábbiakban egy ábráját láthatja annak állapotairól:
Erre akkor van szükség, ha az eszköz akkor működik, amikor az X jel eléri, ezután a jel csökkenni kezdhet, és az eszköz nem kapcsol ki, amíg a jel Y szintre nem esik. interferencia és véletlen sorozat, valamint a különféle vezérlőkben.
Például termosztát vagy hőmérséklet-szabályozó. A működés alapelve általában a fűtési (vagy hűtési) berendezés kikapcsolása, amikor a szoba vagy más hely hőmérséklete elért egy előre meghatározott szintet.
Fontolja meg a rövid és egyszerű munkavégzés két lehetőségét:
- Nincs hiszterézis. Be- és kikapcsolás egy adott hőmérsékleten. Vannak árnyalatok itt. Ha a hőmérsékletszabályozót 22 fokra állítja és melegíti a szobát ezen a szintre, akkor amint a helyiség 22 éves, az kikapcsol, és amikor visszamegy 21-re, akkor bekapcsol. Ez nem mindig helyes döntés, mert a vezérelt készülék túl gyakran kapcsol be és ki. Ezenkívül a legtöbb háztartási és számos termelési feladat során nincs szükség ilyen tiszta hőmérsékleti támogatásra.
- Hiszterézissel. A beállítható paraméterek megengedett tartományában egy bizonyos rést a hiszterézissel kell meghatározni. Vagyis ha a hőmérsékletet 22 fokra állítja, akkor amint eléri a melegítőt, kikapcsol. Tegyük fel, hogy a szabályozó hiszterézise 3 fokos résbe van állítva, akkor a melegítő csak akkor működik újra, ha a levegő hőmérséklete 19 fokra esik.
Időnként ezt a különbséget saját belátása szerint módosíthatja. Egyszerű kivitelben bimetállemezeket használnak.
Végül azt javasoljuk, hogy nézzen meg egy hasznos videót, amely megmondja, mi a hiszterézis és hogyan lehet azt használni:
Vizsgáltuk a hiszterézis jelenségét és alkalmazását az elektromosságban.Az eredmény a következő: elektromos meghajtásban és transzformátorokban káros hatása van, az elektronikában és a különféle szabályozókban szintén hasznos alkalmazást talál. Reméljük, hogy a nyújtott információ hasznos és érdekes volt az Ön számára!
Kapcsolódó anyagok:
Betöltés ...
