Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!
V elektrotechnice existují různá zařízení, jejichž princip je založen na elektromagnetických jevech. Tam, kde je jádro, na kterém je navinuta cívka vodivého materiálu, jako je měď, jsou pozorovány interakce způsobené magnetickými poli. Jedná se o relé, akční členy, stykače, elektromotory a magnety. Mezi charakteristikami jader existuje taková charakteristika jako hystereze. V tomto článku se podíváme na to, co to je, a jaké jsou výhody a škody tohoto jevu.Definice konceptu
Slovo "hystereze" má řecké kořeny, je překládáno jako retardovaný nebo zaostávající. Tento termín se používá v různých oblastech vědy a techniky. V obecném smyslu pojem hystereze rozlišuje odlišné chování systému za opačných účinků.
To lze říci jednoduššími slovy. Předpokládejme, že existuje nějaký systém, který může být ovlivněn několika směry. Jestliže, když na něm působí po ukončení, po ukončení, systém se nevrátí do svého původního stavu, ale je nastaven v mezilehlém stavu, pak, aby se vrátil do svého původního stavu, je nutné jednat v jiném směru s nějakou silou. V tomto případě má systém hysterezi.
Někdy se tento jev používá pro užitečné účely, například k vytvoření prvků, které jsou spouštěny při určitých prahových hodnotách působících sil a pro regulátory. V ostatních případech je hystereze škodlivá, v praxi ji zvažujte.
Hystereze v elektrotechnice
V elektrotechnice je hystereze důležitou vlastností materiálů, z nichž se vyrábějí jádra elektrických strojů a přístrojů. Předtím, než přistoupíme k vysvětlení, pojďme zvážit magnetizační křivku jádra.
Obraz na grafu tohoto typu se také nazývá hysterezní smyčka.
Je to důležité! V tomto případě hovoříme o hysterezi feromagnetik, zde se jedná o nelineární závislost vnitřní magnetické indukce materiálu na velikosti vnější magnetické indukce, která závisí na předchozím stavu prvku.
Když proudí proud kolem vodiče, vzniká magnetické a elektrické pole. Pokud navijete drát do cívky a projdete proudem, dostanete elektromagnet. Pokud umístíte jádro do cívky, zvýší se její indukčnost, stejně jako síly, které kolem ní vzniknou.
Co je to hystereze? Proto je jádro vyrobeno z kovu, jeho typ a magnetizační křivka závisí na jeho typu.
Pokud používáte například kalenou ocel, hystereze bude širší. Při volbě tzv. Magnetických materiálů se harmonogram zúží. Co to znamená a na co je?
Faktem je, že během provozu takové cívky v obvodu střídavého proudu proud teče v jednom nebo druhém směru. V důsledku toho a magnetické síly se póly neustále otáčejí. V cívce bez jádra se to děje v zásadě současně, ale s jádrem jsou věci jiné. Je postupně magnetizován, jeho magnetická indukce se zvyšuje a postupně dosahuje téměř horizontální části grafu, která se nazývá saturační oblast.
Poté, když začnete měnit směr proudu a magnetického pole, jádro by mělo být znovu magnetizováno. Ale pokud jednoduše vypnete proud a tím odstraníte zdroj magnetického pole, jádro zůstane magnetizované, i když ne tak moc. V následujícím grafu je to bod „A“. Pro jeho demagnetizaci do původního stavu je nutné vytvořit zápornou sílu magnetického pole. Toto je bod "B". Proto by proud v cívce měl proudit v opačném směru.
Hodnota síly magnetického pole pro úplnou demagnetizaci jádra se nazývá donucovací síla a čím menší je, tím lépe v tomto případě.
Obrácení v opačném směru bude podobné, ale již podél dolní větve smyčky. To znamená, že při provozu v AC obvodu bude část energie vynaložena na obrácení magnetizace jádra. To vede ke snížení účinnosti elektromotoru a transformátoru. To vede k jeho ohřevu.
Je to důležité! Čím menší hystereze a donucovací síla, tím menší je ztráta magnetizačního zvratu jádra.
Kromě výše uvedeného je hystereze také charakteristická pro provoz relé a dalších elektromagnetických spínacích zařízení. Například aktuální vypnutý a zapnutý. Když je relé vypnuté, potřebuje použít určitý proud. V tomto případě může být proud jeho podržení v zapnutém stavu mnohem nižší než spínací proud. Vypne se pouze tehdy, když proud klesne pod přídržný proud.
Hystereze v elektronice
V elektronickém zařízení nese hystereze především užitečné funkce. Předpokládejme, že se to používá v práhových prvcích, například komparátorech a spouštěčích Schmidt. Níže naleznete graf jeho stavů:
To je nezbytné v případech, kdy zařízení pracuje, když je signál X dosažen, poté může signál začít klesat a zařízení se nevypne, dokud signál neklesne na úroveň Y. Toto řešení se používá k potlačení odskoku kontaktů, rušení a náhodných výbojů, a také v různých regulátorech.
Například termostat nebo regulátor teploty. Jeho principem činnosti je obvykle vypnutí topného (nebo chladicího) zařízení v okamžiku, kdy teplota v místnosti nebo na jiném místě dosáhla předem stanovené úrovně.
Zvažte dvě možnosti, jak pracovat krátce a jednoduše:
- Žádná hystereze. Zapnutí a vypnutí při dané teplotě. Současně existují nuance. Pokud nastavíte regulaci teploty na 22 stupňů a ohřejete místnost na tuto úroveň, pak, jakmile bude místnost mít 22, vypne se a když se vrátí zpět na 21, zapne se. To není vždy správné rozhodnutí, protože vaše spravované zařízení se příliš často zapíná a vypíná. Kromě toho ve většině domácností a mnoha průmyslových úkolů není třeba tak přesné teplotní podpory.
- S hysterezí. Pro vytvoření určité mezery v přípustném rozsahu nastavitelných parametrů platí hystereze. To znamená, že pokud nastavíte teplotu na 22 stupňů, pak, jakmile je dosaženo, topení se vypne. Za předpokladu, že hystereze v regulátoru je nastavena na mezeru 3 stupně, bude ohřívač opět pracovat pouze tehdy, když teplota vzduchu klesne na 19 stupňů.
Někdy je tato mezera upravena dle Vašeho uvážení. V jednoduchých verzích se používají bimetalové desky.
Nakonec doporučujeme, abyste si prohlíželi užitečné video, které vám řekne, jaká je hystereze a jak ji můžete použít:
Uvažovali jsme o fenoménu a aplikaci hystereze v elektrotechnice. Výsledek je následující: v elektrickém pohonu a transformátorech má škodlivý vliv a v elektronice a různých regulátorech také najde užitečné aplikace. Doufáme, že poskytnuté informace jsou pro Vás užitečné a zajímavé!
Materiály k tématu:
- Jak magnetický spouštěč
- Co jsou harmonické v elektrické síti
- Jak závisí odpor vodiče na teplotě?