ฮิสเทรีซีสคืออะไรประโยชน์และอันตรายของปรากฏการณ์นี้คืออะไร

ความหมายของแนวคิด

คำว่า "Hysteresis" มีรากภาษากรีกแปลว่าล้าหลังหรือล้าหลัง คำนี้ใช้ในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีต่างๆ ในความหมายทั่วไปแนวคิดของ hysteresis นั้นแตกต่างจากพฤติกรรมที่แตกต่างของระบบภายใต้อิทธิพลตรงกันข้าม

สามารถพูดได้ด้วยคำที่ง่ายกว่า สมมติว่ามีระบบบางประเภทที่สามารถมีอิทธิพลในหลายทิศทาง หากเมื่อทำหน้าที่ในทิศทางไปข้างหน้าหลังจากการยุติระบบจะไม่กลับสู่สถานะเดิม แต่ถูกติดตั้งในสถานะระดับกลางจากนั้นเพื่อกลับสู่สถานะดั้งเดิมจำเป็นต้องดำเนินการในทิศทางอื่นด้วยแรงบางอย่าง ในกรณีนี้ระบบมีฮิสเทรีซิส

บางครั้งปรากฏการณ์นี้ใช้เพื่อจุดประสงค์ที่เป็นประโยชน์เช่นเพื่อสร้างองค์ประกอบที่ทำงานในค่าเกณฑ์ที่แน่นอนของกองกำลังรักษาการและหน่วยงานกำกับดูแล ในกรณีอื่น hysteresis เป็นอันตรายพิจารณาในทางปฏิบัติ

Hysteresis ทางวิศวกรรมไฟฟ้า

ในวิศวกรรมไฟฟ้าฮิสเทรีซิสเป็นคุณสมบัติที่สำคัญสำหรับวัสดุที่ใช้ในการสร้างแกนของเครื่องจักรไฟฟ้าและอุปกรณ์ ก่อนที่จะดำเนินการตามคำอธิบายต่อไปให้ดูที่เส้นโค้งการสะกดจิตแกนกลาง

รูปภาพบนกราฟชนิดนี้เรียกอีกอย่างว่า hysteresis loop

สิ่งสำคัญ! ในกรณีนี้เรากำลังพูดถึง hysteresis ของ pheromagnets นี่คือการพึ่งพาแบบไม่เชิงเส้นของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กภายในของวัสดุบนขนาดของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กภายนอกซึ่งขึ้นอยู่กับสถานะก่อนหน้าขององค์ประกอบ

เมื่อกระแสไหลผ่านตัวนำรอบหลังแม่เหล็กและ สนามไฟฟ้า. หากคุณม้วนลวดเป็นขดลวดและส่งกระแสไฟฟ้าผ่านขดลวดนั้นคุณจะได้รับแม่เหล็กไฟฟ้า หากคุณใส่แกนในขดลวดเหนี่ยวนำก็จะเพิ่มขึ้นเช่นเดียวกับแรงที่เกิดขึ้นรอบ ๆ

ทำไมฮิสเทรีซิสขึ้นอยู่กับอะไร? ดังนั้นแกนทำจากโลหะลักษณะของมันและเส้นโค้งการสะกดจิตขึ้นอยู่กับชนิดของมัน

ถ้าคุณใช้เช่นเหล็กชุบแข็งแล้วฮิสเทรีซิสนั้นจะกว้างขึ้น เมื่อเลือกวัสดุแม่เหล็กอ่อนที่เรียกว่า - ตารางจะแคบลง สิ่งนี้หมายความว่าอะไรและมีไว้เพื่ออะไร?

ความจริงก็คือเมื่อขดลวดดังกล่าวทำงานในวงจรกระแสสลับกระแสจะไหลในทิศทางเดียวหรืออีกทิศทางหนึ่ง เป็นผลให้และแรงแม่เหล็ก, เสาจะพลิกอย่างต่อเนื่องในขดลวดไร้แกนสิ่งนี้เกิดขึ้นในหลักการในเวลาเดียวกัน แต่สิ่งต่าง ๆ กับแกนกลาง มันถูกทำให้เป็นแม่เหล็กทีละน้อย, การเหนี่ยวนำแม่เหล็กของมันจะเพิ่มขึ้นและค่อยๆไปถึงส่วนแนวนอนเกือบของกราฟ, ซึ่งเรียกว่าส่วนความอิ่มตัว

หลังจากนั้นหากคุณเริ่มเปลี่ยนทิศทางของกระแสและสนามแม่เหล็กแกนจะต้องถูกทำให้เป็นแม่เหล็ก แต่ถ้าคุณปิดกระแสไฟฟ้าและลบแหล่งกำเนิดของสนามแม่เหล็กแกนกลางจะยังคงอยู่ในสนามแม่เหล็กแม้ว่าจะไม่มากนัก ในแผนภูมิต่อไปนี้นี่คือจุด“ A” ในการล้างอำนาจแม่เหล็กให้เป็นสถานะเริ่มต้นจำเป็นต้องสร้างความแรงของสนามแม่เหล็กเชิงลบ นี่คือจุด“ B” ดังนั้นกระแสในขดลวดควรไหลในทิศทางตรงกันข้าม

ค่าของความแรงของสนามแม่เหล็กสำหรับการล้างอำนาจแม่เหล็กที่สมบูรณ์ของแกนเรียกว่าแรงบีบบังคับและยิ่งน้อยก็ยิ่งดีในกรณีนี้

การพลิกกลับของสนามแม่เหล็กในทิศทางตรงกันข้ามจะเกิดขึ้นในทำนองเดียวกัน แต่ก็ไปตามกิ่งล่างของวง นั่นคือเมื่อทำงานในวงจรกระแสสลับพลังงานส่วนหนึ่งจะถูกใช้ในการกลับขั้วของแกนแม่เหล็ก สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าประสิทธิภาพของมอเตอร์ไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้าลดลง ดังนั้นสิ่งนี้นำไปสู่ความร้อน

สิ่งสำคัญ! ยิ่งฮิสเทอรีซิสมีขนาดเล็กลงและแรงบีบบังคับยิ่งน้อยลงการสูญเสียการกลับตำแหน่งของแกนแม่เหล็กก็จะยิ่งต่ำ

นอกเหนือจากข้างต้นฮิสเทรีซิสยังเป็นลักษณะของการทำงานของรีเลย์และอุปกรณ์สวิตช์แม่เหล็กไฟฟ้าอื่น ๆ ตัวอย่างเช่นการเดินทางและการเปิดปัจจุบัน เมื่อรีเลย์ปิดการทำงานคุณจะต้องใช้กระแสไฟฟ้าที่แน่นอน ในกรณีนี้กระแสการถือครองในสถานะเปิดอาจต่ำกว่ากระแสสลับ มันจะปิดเฉพาะเมื่อกระแสลดลงต่ำกว่ากระแสที่ถือครอง

Hysteresis ทางอิเล็กทรอนิกส์

ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ hysteresis มีหน้าที่หลัก ๆ ที่มีประโยชน์ สมมติว่าสิ่งนี้ใช้ในองค์ประกอบขีด จำกัด ตัวอย่างเช่นตัวเปรียบเทียบและตัวกระตุ้นชมิดท์ ด้านล่างคุณจะเห็นกราฟของสถานะ:

นี่เป็นสิ่งจำเป็นในกรณีที่อุปกรณ์ใช้งานได้เมื่อถึงสัญญาณ X หลังจากที่สัญญาณสามารถเริ่มลดลงและอุปกรณ์จะไม่ปิดจนกว่าสัญญาณจะลดลงถึงระดับ Y วิธีนี้จะใช้ในการระงับการตีกลับที่ติดต่อ การรบกวน และระเบิดแบบสุ่มรวมถึงตัวควบคุมต่าง ๆ

ตัวอย่างเช่นเทอร์โมหรือตัวควบคุมอุณหภูมิ โดยทั่วไปแล้วหลักการของการกระทำคือการปิดอุปกรณ์ทำความร้อน (หรือความเย็น) ในเวลาที่อุณหภูมิในห้องหรือสถานที่อื่น ๆ ได้ถึงระดับที่กำหนดไว้

พิจารณาสองทางเลือกสำหรับการทำงานสั้น ๆ และเพียง:

1. ไม่มีฮิสทีเรีย เปิดและปิดที่อุณหภูมิที่กำหนด มีความแตกต่างที่นี่ หากคุณตั้งตัวปรับอุณหภูมิไว้ที่ 22 องศาและทำให้ห้องร้อนขึ้นถึงระดับนี้ทันทีที่ห้องนั้น 22 มันจะปิดลงและเมื่อมันลดลงไปที่ 21 มันจะเปิดขึ้น นี่ไม่ใช่การตัดสินใจที่ถูกต้องเสมอไปเพราะอุปกรณ์ควบคุมของคุณจะเปิดและปิดบ่อยเกินไป นอกจากนี้ในประเทศส่วนใหญ่และงานการผลิตจำนวนมากไม่จำเป็นต้องมีการสนับสนุนอุณหภูมิที่ชัดเจน
2. ด้วยการตีโพยตีพาย เพื่อให้เกิดช่องว่างที่แน่นอนในช่วงของพารามิเตอร์ที่ปรับค่าได้จะใช้ฮิสเทรีซิส นั่นคือถ้าคุณตั้งอุณหภูมิเป็น 22 องศาจากนั้นเมื่อถึงอุณหภูมิฮีตเตอร์จะปิด สมมติว่า hysteresis ในคอนโทรลเลอร์ถูกตั้งค่าเป็นช่องว่าง 3 องศาจากนั้นฮีตเตอร์จะทำงานอีกครั้งเมื่ออุณหภูมิอากาศลดลงถึง 19 องศา

บางครั้งช่องว่างนี้จะถูกปรับตามดุลยพินิจของคุณ ในการออกแบบที่เรียบง่ายใช้แผ่น bimetallic

สุดท้ายเราขอแนะนำให้ดูวิดีโอที่มีประโยชน์ซึ่งจะบอกคุณว่าฮิสเทรีซีสคืออะไรและคุณสามารถใช้งานได้อย่างไร:

เราตรวจสอบปรากฏการณ์และการประยุกต์ hysteresis ในไฟฟ้าผลลัพธ์มีดังนี้: ในไดรฟ์ไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้ามันมีผลกระทบที่เป็นอันตรายและในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และหน่วยงานกำกับดูแลต่าง ๆ ก็ยังพบการใช้งานที่มีประโยชน์ เราหวังว่าข้อมูลที่ให้ไว้มีประโยชน์และน่าสนใจสำหรับคุณ!

วัสดุที่เกี่ยวข้อง:

• แม่เหล็กสตาร์ทเตอร์ทำงานอย่างไร
• ฮาร์โมนิกส์ในไฟคืออะไร?
• ความต้านทานของตัวนำขึ้นอยู่กับอุณหภูมิอย่างไร