Hysterese

Hysterese, Verzögerung der Magnetisierung eines ferromagnetischen Materials, wie z. B. Eisen, bei Änderungen des Magnetfeldes. Wenn sich ferromagnetische Materialien in einer Drahtspule befinden, durch die ein elektrischer Strom fließt, zwingt das Magnetfeld oder die magnetische Feldstärke H, die durch den Strom verursacht wird, einige oder alle atomaren Magnete im Material, sich nach dem Feld auszurichten. Der Nettoeffekt dieser Ausrichtung ist eine Erhöhung des gesamten Magnetfeldes oder der magnetischen Flussdichte B. Der Ausrichtungsprozess findet nicht gleichzeitig oder im Gleichschritt mit dem Magnetisierungsfeld statt, sondern verzögert sich.

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Magnet: Magnetisierungsprozess

…Materialien zeigen das Phänomen der Hysterese, eine Verzögerung in der Reaktion auf sich ändernde Kräfte aufgrund von Energieverlusten durch innere Reibung….

Wird die Intensität des magnetisierenden Feldes allmählich erhöht, steigt die magnetische Flussdichte B bis zu einem Maximal- oder Sättigungswert an, bei dem alle Atommagnete in dieselbe Richtung ausgerichtet sind. Wenn das magnetisierende Feld verringert wird, nimmt die magnetische Flussdichte ab, wiederum mit Verzögerung gegenüber der Änderung der Feldstärke H. Wenn H auf Null gesunken ist, hat B immer noch einen positiven Wert, der als Remanenz, Restinduktion oder Remanenzfähigkeit bezeichnet wird und bei Dauermagneten einen hohen Wert hat. B selbst wird erst dann Null, wenn H einen negativen Wert erreicht hat. Der Wert von H, bei dem B gleich Null ist, wird als Koerzitivfeldstärke bezeichnet. Eine weitere Erhöhung von H (in negativer Richtung) führt zu einer Umkehr der Flussdichte und schließlich zu einer erneuten Sättigung, wenn alle Atommagnete vollständig in die entgegengesetzte Richtung ausgerichtet sind. Der Zyklus lässt sich fortsetzen, so dass die Kurve der Flussdichte, die der Feldstärke hinterherhinkt, als eine vollständige Schleife erscheint, die als Hystereseschleife bezeichnet wird. Die Energie, die bei der Umkehrung der Magnetisierung des Materials in Form von Wärme verloren geht und als Hystereseverlust bezeichnet wird, ist proportional zur Fläche der Hystereseschleife. Daher werden Kerne von Transformatoren aus Materialien mit engen Hystereseschleifen hergestellt, damit wenig Energie in Form von Wärme verloren geht.