Uitleg begrippen Hysterese en Permeabiliteit
Gehaald van internet via: www.biophys.leidenuniv.nl (link niet meer actueel)
"Wat is hysterese?
Iedere elektrische stroom wekt een magneetveld op. Het magnetische veld dat men met een stroomdraad kan opwekken is evenredig met de stroom. Omdat het moeilijk is een grote stroom te maken moet een andere oplossing worden gevonden om een groot magneetveld op te wekken. Een spoel bestaat uit een lange opgerolde stroomdraad. Men kan een geheel spoel opvullen met een materiaal. De interessantste materialen hiervoor zijn de zogenaamde ferromagnetische materialen. Deze materialen zijn zo interessant omdat de atomen waaruit ze bestaan een dipoolmoment ofwel een magnetisch moment bezitten. Dit dipoolmoment heeft een bepaalde richting en grootte. Wanneer een extern veld wordt aangelegd over een dipool zal het in de richting van dit veld gaan staan.
In een ferromagnetisch materiaal gaat dit verhaal op voor zogenaamde domeinen. Een domein is een macroscopisch stukje van het materiaal waar alle magnetische dipoolmomenten van de atomen dezelfde kant op gericht zijn. Onder invloed van een extern veld willen deze domeinen in hun geheel in de richting van dit veld gaan staan. Aangezien dipolen zelf ook een magnetisch veld kunnen maken is het te begrijpen dat het totale magnetische veld als gevolg van de draaiing van deze domeinen zal veranderen. Het van richting veranderen van de domeinen kost tijd. Wanneer men een extern veld door een ferromagneet laat lopen zal het totale magnetische veld dus in de tijd veranderen totdat alle domeinen in de goede richting staan en het maximale veld is bereikt.
Op het moment dat men een wisselspanning op een transformator aansluit staan alle domeinen in willekeurige richtingen. Maar zoals boven beschreven zullen de domeinen in de richting van het veld gaan staan. Hierdoor verandert het veld door de kern totdat alle domeinen in de richting van het veld staan (zie traject I in figuur C-1). Vervolgens is de stroom even nul. De domeinen staan nu allemaal één kant op en maken zo dus een veld. Hierdoor is er dus ook een (veranderend) veld door de tweede spoel en dus een stroom. De stroom keert nu van richting om en de domeinen gaan langzaam de andere kant op staan. Als de spanning nu echter weer naar nul gaat staan de domeinen precies in de andere richting dan in de vorige nuldoorgang van de stroom. Dit proces dat hysterese heet, blijft zich herhalen. Wanneer het magnetisch veld in de tweede spoel wordt uitgezet tegen het hulpveld door de eerste spoel levert dit het volgende diagram op, de zogenaamde hystereselus (zie figuur C-1). Tijdens dit proces gaat veel energie verloren aan (wrijvings)warmte doordat de domeinen zich alsmaar bijrichten. Er kan worden aangetoond dat de hoeveelheid energie die er op deze in warmte wordt omgezet, evenredig is aan de oppervlakte van de hystereselus. (fig. C-1 Hystereselus)
Men kan ferromagnetische materialen indelen aan de hand van de grootte van het veld door de eerste spoel wanneer het veld in de tweede spoel nul is. Deze veldgrootte noemt men Hc. Als Hc groot is spreekt men over een magnetisch hard materiaal, is Hc klein dat heet het materiaal zacht.
Bm is het magnetische veld dat overblijft wanneer het veld dat spoel 1 opwekt nul is, ofwel het veld dat veroorzaakt wordt door de oriëntatie van de domeinen.
Experiment.Er werd een opstelling gebouwd met een transformator, waarvan de stroom door de tweede spoel uitgezet werd op een oscilloscoop ten opzichte van de stroomsterkte door de eerste spoel. Door het variëren van de frequentie van de toongenerator en door het variëren van de soorten materialen kunnen verschillende hystereselussen verkregen worden en kan men zo informatie verkrijgen over het energieverlies in de transfornmator en de mate van magnetische hardheid van de materialen. Het resultaat ziet u in de figuur hieronder, waar een karakteristieke hystereslus is getoond.
"
Gehaald van internet via: people.zeelandnet.nl/cantalou/ferronl.html
"Wat is Permeabiliteit?
De magnetische permeabiliteit :
De magnetische permeabiliteit is het vermogen dat een materiaal bezit om een
magnetisch veld te geleiden, dwz. om de magnetische veldlijnen te bundelen of
om de magnetische inductie te verhogen."
_______________