HISTERESE

Histerese

Os fenômenos da histerese ocorrem dentro magnético e ferromagnetic materiais, as well as no elástico e eletromagnético comportamento dos materiais, em que uma retardação ocorre entre a aplicação e a remoção de a força ou campo e seu efeito subseqüente. A histerese elétrica ocorre ao aplicar variar campo elétrico, e histerese elástica ocorre em resposta a uma força variar. O termo “histerese” é usado às vezes em outros campos, como economia ou biologia; onde descreve uma memória, ou o efeito do lagging, em que a ordem de eventos precedentes pode influenciar a ordem de eventos subseqüentes.A palavra “retardação” acima não deve necessariamente ser interpretada como uma retardação de tempo. Apesar de tudo, mesmo os sistemas lineares relativamente simples tais como um circuito elétrico que contem os resistores e os capacitores exibem uma retardação de tempo entre a entrada e a saída. Para a maioria de sistemas hysteretic, há uma escala de tempo muito curta quando seus comportamento dinâmico e várias dependências relacionadas do tempo são observados. No magnetismo, por exemplo, os processos dinâmicos que ocorrem nesta escala de tempo muito curta foram consultados a como Saltos de Barkhausen. Se as observações forem realizadas períodos muito longos do excesso, rastejamento ou relaxation lento tipicamente para o equilíbrio thermodynamic verdadeiro (ou outros tipos de equilíbrios que dependem da natureza do sistema) podem ser observados. Quando as observações são realizadas sem consideração para fenômenos dinâmicos muito rápidos ou fenômenos muito lentos do relaxation, o sistema parece indicar o comportamento irreversible cuja a taxa é praticamente independent da taxa da força dirigindo. Este comportamento irreversible taxa-independente é a característica chave que distingue a histerese de a maioria outros de processos dinâmicos em muitos sistemas.
Se o deslocamento de um sistema com histerese for traçado em um gráfico de encontro à força aplicada, a curva resultante está no formulário de um laço. No contraste, a curva para um sistema sem histerese é uma única, não necessariamente reto, linha. Embora o laço da histerese dependa das propriedades físicas do material, não há nenhuma descrição teórica completa que explica o fenômeno. A família de laços da histerese, dos resultados de variar aplicado diferente tensões ou as forças, dão forma a um espaço closed em três dimensões, chamadas o hysteroid.
A histerese foi vista inicialmente como problematic, mas é pensada agora para ser da importância grande na tecnologia. Por exemplo, as propriedades da histerese são aplicadas ao construir armazenamento permanente para computadores; como a histerese permite que a maioria de superconductors se operem nas correntes elevadas necessitadas criar campos magnéticos fortes. A histerese é também importante em sistemas vivos. Muitos processos críticos que ocorrem na histerese vivendo (ou morrendo) do uso das pilhas para ajudar estabilizá-los de encontro aos vários efeitos de flutuações químicas aleatórias.
Algum trabalho adiantado em descrever a histerese em sistemas mecânicos foi executado perto Maxwell do caixeiro de James. Subseqüentemente, os modelos da histerese receberam a atenção significativa nos trabalhos de Preisach (Modelo de Preisach da histerese), Neel e Everett em relação ao magnetismo e ao absorption. Uma descrição paramétrica simples de vários laços da histerese pode ser encontrada aqui (com o modelo, substituição do retângulo, triângulo ou pulsos trapezoidal em vez das funções harmonic permite também aos laços piecewise-lineares construídos da histerese usados freqüentemente no automatics discreto). Uma teoria matemática mais formal dos sistemas com histerese foi desenvolvida nos 1970s, por um grupo dos matemáticos Russian, que fosse conduzido perto Marque Krasnosel'skii, um dos founders da análise não-linear. Sugeriu uma investigação de fenômenos da histerese usando a teoria de operadores não-lineares.

Um dos fenômenos mais importantes que observamos nos materiais magnéticos é a histerese. Conhecer exatamente o seu significado é fundamental para todos os que trabalham com indutores e transformadores, principamente nos circuitos modernos como, por exemplo, os de fontes chaveadas, inversores de frequência e conversores AC/DC. Neste artigo, revisamos os conceitos básicos de magnetismo e explicamos o que é a histerese.

A partir da descoberta de Oersted de que uma corrente elétrica pode criar um campo magnético, o estudo mais profundo do eletromagnetismo tornou-se de grande importância para o desenvolvimento de diversos dispositivos elétricos e eletrônicos tais como solenóides, eletroímãs, transformadores, etc. Assim, para chegarmos ao ponto central deste artigo, que é a histerese, será importante revisarmos um pouco da teoria do magnetismo para que o leitor possa melhor entender os fenômenos envolvidos. Unidades Da mesma forma que em eletricidade temos diversas grandezas elétricas tais como corrente, tensão, potência e resistência, em magnetismo também temos diferentes grandezas que precisam ser definidas e bem diferenciadas para que o leitor entenda bem os fenômenos magnéticos. Estas grandezas são medidas normalmente em unidades diferentes, que recebem nomes dos pesquisadores que contribuíram para o desenvolvimento deste setor da Ciência tais como Maxwell, Gauss, Oersted, Gilbert, etc. Devemos, então, definir as seguintes grandezas: a) Fluxo magnético: Este termo é utilizado para expressar o número de linhas de força de um campo magnético que atravessam uma determinada área de uma superfície, conforme mostra a figura 1. O fluxo magnético é expresso pela letra H e pode ser dado em maxwells no sistema CGS, ou em weber (Wb) no sistema internacional. O número de linhas de força que atravessa uma superfície por unidade de área é denominado densidade de fluxo magné- tico, ou simplesmente fluxo magnético, é indicado pela letra B. Sua unidade é o gauss. Outra unida de de fluxo usada no sistema CGS é o oersted;.