Care este isterie, care sunt beneficiile și prejudiciile acestui fenomen
Definiția unui concept
Cuvântul "istereză" are rădăcini grecești, se traduce ca rămase sau rămase în urmă. Acest termen este utilizat în diferite domenii ale științei și tehnologiei. Într-un sens general, conceptul de histereză se distinge prin comportamentul diferit al sistemului sub influențe opuse.
Acest lucru se poate spune în cuvinte mai simple. Să presupunem că există un fel de sistem care poate fi influențat în mai multe direcții. Dacă, atunci când acționăm asupra sa în direcția înainte, după terminare, sistemul nu revine la starea inițială, ci este instalat într-o stare intermediară, atunci pentru a reveni la starea inițială, este necesar să acționăm într-o altă direcție cu o anumită forță. În acest caz, sistemul are histereză.
Uneori, acest fenomen este utilizat în scopuri utile, de exemplu, pentru a crea elemente care funcționează la anumite valori prag ale forțelor care acționează și pentru regulatori. În alte cazuri, histerezisul este dăunător, consideră acest lucru în practică.
Istereză în inginerie electrică
În inginerie electrică, histerezisul este o caracteristică importantă pentru materialele din care sunt fabricate miezurile mașinilor și aparatelor electrice. Înainte de a continua explicațiile, să analizăm curba de magnetizare a miezului.
O imagine dintr-un grafic de acest fel este, de asemenea, numită buclă de histerezis.
Important! În acest caz, vorbim despre histerezisul feromagnetelor, aici este o dependență neliniară a inducției magnetice interne a materialului de magnitudinea inducției magnetice externe, care depinde de starea anterioară a elementului.
Când curentul curge printr-un conductor în jurul acestuia din urmă, un magnet și câmp electric. Dacă trageți firul într-o bobină și treceți curent prin ea, obțineți un electromagnet. Dacă introduceți un miez în interiorul bobinei, atunci inductanța acestuia va crește, precum și forțele care apar în jurul acesteia.
De ce depinde histerezisul? În consecință, miezul este realizat din metal, caracteristicile sale și curba de magnetizare depind de tipul său.
Dacă utilizați, de exemplu, oțel întărit, atunci histerezisul va fi mai larg. Când alegeți așa-numitele materiale magnetice moi - programul va fi redus. Pentru ce înseamnă asta și pentru ce este vorba?
Cert este că atunci când o astfel de bobină funcționează într-un circuit de curent alternativ, curentul curge într-o direcție sau alta. Drept urmare, și forțele magnetice, poli sunt în continuă răsucire.Într-o bobină fără miez, acest lucru se întâmplă în principiu în același timp, dar lucrurile diferă cu miezul. Este magnetizată treptat, inducția sa magnetică crește și ajunge treptat la o secțiune aproape orizontală a graficului, care se numește secțiune de saturație.
După aceea, dacă începeți să schimbați direcția curentului și câmpul magnetic, miezul va trebui să fie magnetizat. Dar dacă pur și simplu opriți curentul și eliminați astfel sursa câmpului magnetic, miezul va rămâne în continuare magnetizat, deși nu atât de mult. În graficul următor, acesta este punctul „A”. Pentru demagnetizarea acesteia la starea inițială, este necesar să se creeze o rezistență negativă a câmpului magnetic. Acesta este punctul „B”. În consecință, curentul în bobină ar trebui să curgă în direcția opusă.
Valoarea forței câmpului magnetic pentru demagnetizarea completă a miezului se numește forța coercitivă și cu cât este mai mică, cu atât mai bine în acest caz.
Inversarea magnetizării în direcția opusă va avea loc în mod similar, dar deja de-a lungul ramurii inferioare a buclei. Adică, atunci când lucrați într-un circuit de curent alternativ, o parte din energie va fi cheltuită pentru inversarea magnetizării miezului. Aceasta duce la reducerea eficienței motorului electric și a transformatorului. În consecință, acest lucru duce la încălzirea sa.
Important! Cu cât este mai mică histerezisul și forța coercitivă, cu atât este mai mică pierderea inversării magnetizării miezului.
În plus față de cele de mai sus, histereza este caracteristică și funcționării releelor și a altor dispozitive de comutare electromagnetică. De exemplu, deplasare și întoarcere. Când releul este oprit, pentru ca acesta să funcționeze, trebuie să aplicați un anumit curent. În acest caz, curentul de menținere în stare de pornire poate fi mult mai mic decât curentul de comutare. Se va opri numai atunci când curentul scade sub curentul de reținere.
Istereză în electronică
În dispozitivele electronice, histerezisul îndeplinește în principal funcții utile. Să presupunem că acest lucru este utilizat în elemente de prag, de exemplu, comparatori și declanșatori Schmidt. Mai jos vedeți un grafic al stărilor sale:
Acest lucru este necesar în cazurile în care dispozitivul funcționează atunci când este atins semnalul X, după care semnalul poate începe să scadă și dispozitivul nu se stinge până când semnalul scade la nivelul Y. Această soluție este utilizată pentru a suprima respirația de contact, amestec și explozii aleatorii, precum și în diferite controlere.
De exemplu, un termostat sau un controler de temperatură. De obicei, principiul său de acțiune este de a opri dispozitivul de încălzire (sau de răcire) într-un moment în care temperatura din cameră sau alt loc a atins un nivel predeterminat.
Luați în considerare două opțiuni de lucru scurt și simplu:
- Fără histereză. Porniți și opriți la o temperatură dată. Există nuanțe aici. Dacă setați regulatorul de temperatură la 22 de grade și încălziți camera la acest nivel, atunci imediat ce camera este 22 se va opri, iar când va coborî înapoi la 21, se va porni. Aceasta nu este întotdeauna o decizie corectă, deoarece dispozitivul dvs. controlat se va porni și se va opri prea des. În plus, în majoritatea sarcinilor de producție casnice și multe, nu este nevoie de un astfel de suport de temperatură clar.
- Cu histerezis. Pentru a face un anumit decalaj în intervalul admisibil de parametri reglabili, se folosește histereză. Adică, dacă setați temperatura la 22 de grade, atunci imediat ce este atinsă, încălzitorul se va opri. Să presupunem că histerezisul controlerului este setat la un decalaj de 3 grade, atunci încălzitorul va funcționa din nou doar atunci când temperatura aerului scade la 19 grade.
Uneori, acest decalaj este ajustat la discreția dumneavoastră. În modele simple, se folosesc plăci bimetalice.
În cele din urmă, vă recomandăm să vizionați un videoclip util care vă spune ce este histereza și cum puteți să o utilizați:
Am examinat fenomenul și aplicarea histerezei în electricitate.Rezultatul este următorul: într-o acțiune electrică și transformatoare, are un efect dăunător, iar în electronice și diferite regulatoare, găsește o aplicație utilă. Sperăm că informațiile furnizate au fost utile și interesante pentru dumneavoastră!
Materiale conexe:
Se încarcă ...
