Le phénomène de la densité de flux B à la traîne derrière la force de magnétisation H dans un matériau magnétique est appelé Hystérésis magnétique. Le mot hystérésis est dérivé du mot grec que l’hystéreine signifie prendre du retard.
En d’autres termes, lorsque le matériau magnétique est magnétisé d’abord dans une direction, puis dans l’autre sens, terminant un cycle de magnétisation, il est constaté que la densité de flux B est en retard sur la force d’aimantation appliquée H.
Il existe différents types de matériaux magnétiques tels que les matériaux paramagnétiques, diamagnétiques, ferromagnétiques, ferromagnétiques et antiferromagnétiques. Les matériaux ferromagnétiques sont principalement responsables de la génération de la boucle d’hystérésis.
Lorsque le champ magnétique dans non appliqué le matériau ferromagnétique se comporte comme un matériau paramagnétique. Cela signifie qu’au stade initial, le dipôle du matériau ferromagnétique n’est pas aligné, ils sont placés au hasard.
Dès que le champ magnétique est appliqué au matériau ferromagnétique, ses moments dipolaires s’alignent dans une direction particulière comme indiqué dans la figure ci-dessus, résultant en un champ magnétique beaucoup plus fort.
Contenu:
Pour comprendre le phénomène de l’hystérésis magnétique, considérez un anneau de blessure de matériau magnétique uniformément avec un solénoïde. Le solénoïde est connecté à une source CC à travers un interrupteur réversible à double pôle (DPDT) comme indiqué dans la figure ci-dessous:
Initialement, l’interrupteur est en position 1. En diminuant la valeur de r La valeur du courant dans le solénoïde augmente progressivement, entraînant une augmentation progressive de l’intensité du champ H, la densité de flux augmente également jusqu’à ce qu’elle atteigne le point de saturation A et la courbe obtenu est ‘OA‘. La saturation se produit lorsque sur l’augmentation du courant, le moment dipolaire ou les molécules du matériau de l’aimant s’alignent dans une seule direction.
Maintenant, en diminuant le courant dans le solénoïde à zéro, la force de magnétisation est progressivement réduite à zéro. Mais la valeur de la densité de flux ne sera pas nulle car elle a encore la valeur ‘ob«Lorsque h = 0, donc la courbe obtenue est»AB«Comme indiqué dans la figure ci-dessous. Cette valeur ‘ob«La densité de flux est due au magnétisme résiduel.
Magnétisme résiduel
La valeur de la densité de flux obtenue par le matériau magnétique est appelée magnétisme résiduel, et la puissance de le conserver est connue sous le nom Rétention du matériel.
Maintenant, pour démagnétiser l’anneau magnétique, la position de l’interrupteur réversible DPDT est modifiée en position 2 et donc, la direction du flux du courant dans le solénoïde est inversée, ce qui entraîne une force de magnétisation inverse H.
Lorsque H augmente dans le sens inverse, la densité de flux commence à diminuer et devient nulle (b = 0) et la courbe indiquée ci-dessus suit le chemin BC. Le magnétisme résiduel du matériau est éliminé en appliquant la force de magnétisation connue sous le nom de force coercitive dans la direction opposée.
Force coercitive
La valeur de la force de magnétisation OC requise pour anéantir le magnétisme résiduel OB est appelée Force coercitive Montré par la couleur rose dans la courbe d’hystérésis illustrée ci-dessus.
Maintenant, pour compléter la boucle d’hystérésis, la force de magnétisation H est encore augmentée dans le sens inverse jusqu’à ce qu’elle atteigne le point de saturation D mais dans le sens négatif, la courbe trace le CD de chemin. La valeur de H est réduite à zéro h = 0 et la courbe obtient le chemin DE, où l’OE est le magnétisme résiduel lorsque la courbe est dans le sens négatif.
La position de l’interrupteur est à nouveau changée à 1 à partir de la position 2 et le courant dans le solénoïde est à nouveau augmenté comme le fait dans le processus de magnétisation et en raison de ce H est augmenté dans la direction positive traçant le chemin comme «EFA», et enfin, La boucle d’hystérésis est terminée. Dans la courbe à nouveau «de» est la force de magnétisation, également connue sous le nom de force coercitive requise pour éliminer le magnétisme résiduel «OE».
Ici, la force coercitive totale requise pour essuyer le magnétisme résiduel dans un cycle complet est indiquée par «CF». D’après la discussion ci-dessus, il est clair que la densité de flux B est toujours en retard sur la force de magnétisation H. D’où la boucle ‘abcdefa’ est appelé le Boucle d’hystérésis magnétique ou Courbe d’hystérésis.
L’hystérésis magnétique entraîne la dissipation de l’énergie gaspillée sous forme de chaleur. L’énergie gaspillée est proportionnelle à la zone de la boucle d’hystérésis magnétique. Il existe principalement deux types de matériau magnétique, un matériau magnétique doux et un matériau magnétique dur.
Matériau magnétique doux
Le matériau magnétique doux a une boucle d’hystérésis magnétique étroite comme le montre la figure ci-dessous dans laquelle a une petite quantité d’énergie dissipée. Ils sont constitués de matériaux comme le fer, l’acier en silicium, etc.
- Il est utilisé dans les appareils qui nécessitent des champs magnétiques alternés.
- Il a une faible coercivité.
- Magnétisation faible
- Faible rétivité
Matériau magnétique dur
Le matériau magnétique dur a une boucle d’hystérésis plus large comme le montre la figure ci-dessous et entraîne une grande quantité de dissipation d’énergie et le processus de démagnétisation est plus difficile à réaliser.
- Il a une rétintité élevée
- Forte coercitivité
- Saturation élevée
Applications de l’hystérésis magnétique
- Le matériau magnétique ayant une boucle d’hystérésis plus large est utilisé dans des appareils comme le ruban magnétique, le disque dur, les cartes de crédit, les enregistrements audio car sa mémoire n’est pas facilement effacée.
- Les matériaux magnétiques ayant une boucle d’hystérésis étroite sont utilisés comme électromagnétants, solénoïdes, transformateurs et relais qui nécessitent une dissipation minimale d’énergie.