Lingkaran histeresis: 7 Fakta Penting yang Harus Anda Ketahui

Isi:

• Pengantar
• Histeresis Magnetik
• Definisi loop histeresis
• Arti Histeresis
• Loop Histeresis Sederhana
• Loop Histeresis dengan Parameter Berbeda
• Penjelasan Kurva Histeresis
• Permeabilitas ruang bebas
• Intensitas magnetisasi
• Apa itu Intensitas Magnetik?
• Apa itu kerentanan magnetis?
• Hubungan antara B dan H.
• Retensi dan Koersivitas dalam loop Histeresis
• Sisa Magnet
• Kekuatan Koersif

Loop Histeresis

Definisi loop histeresis

Histeresis magnet adalah fenomena umum jika bahan magnet dimagnetisasi dan menyelesaikan satu siklus magnetisasi penuh. Ketika kerapatan fluks magnet atau kerapatan magnetisasi (B) diplotkan terhadap intensitas magnet dari medan magnet (H) untuk satu siklus lengkap magnetisasi dan demagnetisasi, maka loop yang dihasilkan dikenal sebagai loop histeresis. Kurva lingkaran histeresis dapat berbeda dalam bentuk dan ukuran tergantung pada sifat material.

Arti Histeresis

Ini berasal dari kata Yunani "Hysterein", kata Hysteresis telah diturunkan yang berarti tertinggal.

Kurva Histeresis

Loop Histeresis dengan Parameter Berbeda

Penjelasan Kurva Histeresis

• Ketika intensitas medan magnet (H) meningkat, kerapatan fluks magnet dari material (B) juga meningkat karena semakin banyak domain yang selaras dengan arah medan magnet yang diterapkan secara eksternal. Bagian ini terlihat pada gambar di atas yang dapat kita amati dari titik awal sampai titik “a”.
• Ketika semua domain disejajarkan karena meningkatnya medan eksternal, material menjadi jenuh secara magnetis, yaitu fenomena saturasi terjadi. Di luar ini, jika intensitas magnet (H) dinaikkan, kerapatan fluks magnet (B) tidak berubah, tetap sama seperti yang dapat kita lihat pada gambar bahwa setelah mencapai titik “a”, B menjadi konstan.
• Sekarang, jika intensitas magnet (H) berkurang, kerapatan fluks magnet (B) juga berkurang, tetapi tertinggal di belakang intensitas magnet (H). Oleh karena itu, kita dapat melihat pada gambar bahwa ketika intensitas magnet (H) menjadi nol pada titik "b", kerapatan fluks magnet (B) tidak berkurang menjadi nol. Nilai kerapatan fluks magnet (B) ditahan oleh material ketika intensitas magnet (H) sama dengan '0' disebut sebagai 'retentivitas'.
• Selanjutnya, jika arah medan magnet luar dibalik dan besarnya intensitas magnet (H) meningkat, material tersebut mulai mengalami kerusakan magnet. Pengamatan pada titik “c”, kerapatan fluks magnet (B) menjadi '0'. Nilai intensitas magnet (H) yang diperlukan untuk mengurangi kerapatan fluks magnet (B) menjadi nol disebut 'koersivitas'.
• Sekarang, karena medan magnet yang diterapkan pada arah sebaliknya ditingkatkan lebih lanjut, material kembali menjadi jenuh tetapi dalam arah yang berlawanan seperti yang terlihat pada diagram di titik "d".
• Ketika medan magnet terbalik ini berkurang, kerapatan fluks magnet (B) kembali tertinggal di belakang intensitas magnet (H), dan pada titik “e”, intensitas magnet (H) menjadi nol, tetapi kerapatan fluks magnet (B) tidak berkurang menjadi nol .
• Sekali lagi ketika arah medan magnet saat ini dibalik, dan intensitas magnet (H) kembali dinaikkan dari nol, siklus berulang.

Area yang dikelilingi oleh loop merepresentasikan kehilangan energi selama siklus magnetisasi dan demagnetisasi yang lengkap.

Permeabilitas ruang bebas

Permeabilitas ruang kosong, μ_o, adalah parameter konstanta yang diwakili oleh nilai eksak 4π x 10^-7 H / m digunakan untuk udara. Konstanta o ini muncul dalam persamaan Maxwell, yang menggambarkan dan menghubungkan medan listrik dan magnet bersama dengan sifat-sifat elektromagnetik radiasi, yaitu membantu untuk menghubungkan dan menentukan besaran seperti permeabilitas, kerapatan magnetisasi, intensitas magnetik, dll.

Histeresis Magnetik telah dibahas dalam artikel ini secara rinci. Namun di samping itu, perlu dijelaskan beberapa konsep yang berkaitan dengan magnetisasi seperti permeabilitas, retentivitas di ruang bebas dan di medium yang berbeda.

Intensitas magnetisasi

Materi magnet dalam medan magnet menghasilkan momen dipol terinduksi dalam materi tersebut, dan momen ini per satuan volume dikenal sebagai intensitas magnetisasi (I) atau kepadatan magnetisasi.

  = 

Dimana   adalah momen dipol yang diinduksi bersih. Satuannya adalah Am^-1

Apa itu Intensitas Magnetik?

Untuk memagnetisasi material magnet, medan magnet harus diterapkan. Perbandingan medan magnet dengan permeabilitas ruang bebas dikenal sebagai intensitas magnet H.

  = 

Dimana , medan magnet luar juga disebut sebagai kerapatan fluks magnet.

Satuan intensitas magnet adalah Am^-1 sama dengan intensitas magnetisasi.

Apa itu kerentanan magnetis?

Rasio besarnya intensitas magnetisasi dengan intensitas magnet dikenal sebagai suseptibilitas magnet (). Kerentanan magnet dapat dijelaskan sebagai jumlah kemudahan material magnetis. Oleh karena itu, material yang memiliki nilai suseptibilitas magnet lebih tinggi akan lebih mudah termagnetisasi dibandingkan dengan material yang memiliki nilai suseptibilitas magnet lebih kecil.

  =   dimana simbol memiliki arti yang biasa.

Kerentanan magnetik adalah besaran skalar dan tanpa dimensi, karenanya, tidak ada satuan.

Apa itu permeabilitas magnetik?

Permeabilitas magnet adalah perbandingan nilai medan magnet bersih di dalam suatu bahan dengan nilai intensitas magnet. Di sini medan magnet bersih di dalam bahan adalah penjumlahan vektor dari medan magnet yang diterapkan dan medan magnet untuk magnetisasi materi itu. Permeabilitas magnet dapat secara sederhana dijelaskan sebagai ukuran sejauh mana medan magnet dapat menembus (merembes) bahan magnet tertentu.

 =  

Permeabilitas magnetik adalah besaran skalar, dan satuannya adalah   

Istilah lain yang terkait dengan permeabilitas magnetik adalah permeabilitas relatif yang dapat didefinisikan sebagai rasio permeabilitas medium dengan permeabilitas ruang bebas.

Hubungan antara B dan H.

Medan magnet total B juga disebut kerapatan fluks adalah total garis medan magnet yang dibuat di dalam area tertentu. Itu diwakili oleh simbol B.

Sebagai intensitas magnet H yang berbanding lurus dengan medan magnet luar, maka dapat dinyatakan bahwa kuat medan magnet atau intensitas magnet H dapat ditingkatkan dengan cara meningkatkan baik besar arus maupun jumlah lilitan kumparan tempat magnet bahan disimpan.

Kita tahu bahwa B = μH atau B = H

μ_r tidak memiliki nilai yang konstan melainkan tergantung pada intensitas medan, oleh karena itu untuk material magnet, rasio rapat fluks atau total medan magnet terhadap kekuatan medan magnet atau intensitas magnet diketahui dengan B / H.

Karenanya kita mendapatkan kurva non-linier ketika kita memplot fluks Magnetik (B) dan intensitas Magnetik (H) masing-masing pada sumbu X dan sumbu Y. Tetapi untuk kumparan tanpa bahan di dalamnya, yaitu fluks magnet tidak diinduksi di dalam bahan apa pun tetapi diinduksi dalam ruang hampa atau dalam hal inti bahan non-magnet seperti kayu, plastik, dll.

Dapat diamati bahwa kerapatan fluks untuk bahan-bahan di atas, yaitu besi dan baja menjadi konstan dengan meningkatnya jumlah intensitas medan magnet dan ini dikenal sebagai saturasi karena kerapatan fluks magnet menjenuhkan nilai intensitas magnet yang lebih tinggi. Ketika intensitas magnet rendah dan, karenanya, gaya magnet yang diterapkan rendah, hanya beberapa atom dalam material yang selaras. Dengan meningkatnya intensitas magnet, sisanya juga mudah disejajarkan.

Namun, dengan meningkatnya H, karena semakin banyak fluks yang berdesakan di area penampang yang sama dari material feromagnetik, sangat sedikit atom yang tersedia di dalam material tersebut untuk disejajarkan; oleh karena itu jika kita meningkatkan H, fluks magnet (B) tidak meningkat lebih jauh dan karenanya menjadi jenuh. Seperti disebutkan sebelumnya, kejenuhan fenomena terbatas pada elektromagnet inti besi.

Retensi dan Koersivitas dalam loop Histeresis

Retensi

Retensi suatu material adalah ukuran dari jumlah medan magnet yang tersisa pada material ketika medan magnet eksternal dihilangkan. Ini juga dapat didefinisikan sebagai kemampuan suatu material untuk mempertahankan sebagian dari magnetnya bahkan setelah proses magnetisasi dihentikan. Sangat tergantung pada karakteristik material.

Setelah bahan magnet dimagnetisasi, beberapa elektron dalam atom tetap sejajar ke arah arah medan magnet asli dan berperilaku sebagai magnet kecil dengan momen dipolnya sendiri dan tidak kembali ke pola yang benar-benar acak seperti yang lainnya. Karena itu, sejumlah medan magnet atau magnet umum tertinggal di dalam material. Bahan feromagnetik memiliki retentivitas yang relatif tinggi dibandingkan dengan bahan magnetisasi lainnya yang membuatnya sempurna untuk membuat magnet permanen.

Sisa Magnet

Magnetisme sisa adalah jumlah kerapatan fluks magnet yang dapat ditahan oleh bahan magnet, dan kemampuan untuk mempertahankannya dikenal sebagai Retentivitas bahan.

Kekuatan Koersif

Gaya koersif dapat didefinisikan sebagai jumlah gaya magnet yang diperlukan untuk menghilangkan magnet sisa yang ditahan oleh suatu material.

Pada bagian selanjutnya, kita akan membahas jenis magnet, magnet permanen, dan elektromagnet berdasarkan sifat dan sifat material.

Untuk artikel terkait Elektronik lainnya klik disini