היסטרזיס פירושו ' הַשׁהָיָה ” הוא התכונה של החומרים הפרומגנטיים שבאמצעותו השטף המגנטי פיגר בחומר הפרומגנטי לאחר הסרת השדה המגנטי מהם. כאשר השדה המגנטי החיצוני הזה מוסר, רוב האטומים שנשארו במצבם המגנטי והחומר מתמגנטים. תופעה זו נקראת היסטרזיס.
Hysteresis Loop ו-B-H Curve
הגרף של הכוח הממגנט H וצפיפות השטף B הוא עקומת ארבעה רבעים, ועקומה זו נקראת עקומת B-H. ייצוג גרפי זה מספר לנו על התכונות המגנטיות השונות של החומר כגון חדירות, כפייה, חוסר רצון ושטף שיורי.
שקול חומר מגנטי בתור הליבה של הסליל. בהחלת ספק כוח DC דרך נגד משתנה, הזרם דרך הסליל משתנה בהתאם. כוח המגנט עומד ביחס ישר לזרם וניתן על ידי,
כאשר H הוא הכוח הממגנט. בהגדלת הזרם I, הכוח המגנטי H גדל, ומכאן עולה צפיפות השטף המגנטי B. בערך מסוים של B, כל האטומים בחומר הליבה מיושרים לכיוון השדה המגנטי ומתמגנטים לחלוטין. נקודה זו נקראת נקודת רוויה ולא יהיה שינוי במגנטיזציה עם עלייה נוספת בזרם.
אם ננתק את אספקת החשמל, הזרם I וכוח הממגנט H ירדו לאפס, אך חלק מהאטומים בחומר הליבה נשארים מיושרים ומציגים מגנטיות בחומר. תכונה זו של חומר הליבה להישאר ממוגנט לאחר הסרת כוח הממגנט נקראת ' שימור '.
B-H Curve
מ-0 עד א
בהפעלת ספק הכוח, הזרם משתנה בסליל מאפס לערך מסוים כלשהו, הכוח המגנטי H גדל ומכאן שהשטף המגנטי B גדל, ושניהם הולכים לפי המסלול 0-a בגרף. בערך מסוים של השטף המגנטי B כל האטומים מתמגנטים ואין שינוי באטומים של חומר הליבה בהמשך הפעלת השדה המגנטי. צפיפות השטף המקסימלית הזו היא Bmax, וכוח הממגנט הוא Hmax .
מא' ועד ב
כעת, עם הפחתת הזרם, הכוח המגנטי H פוחת ומכאן השטף המגנטי B יורד. אבל במקרה זה ה-B וה-H אינם הולכים בדרך הקודמת, במקום זאת הם הולכים בדרך ' א-ב ' בגרף.
בנקודה' ב ” זרם I והכוח המגנטי H הוא אפס, אבל B אינו אפס, הפיגור הזה של B מאחורי H נקרא היסטרזיס והערך הזה של צפיפות השטף המגנטי B בפיגור ה-H נקרא מגנטיות שיורית Br.
מ-b עד ג
כאשר כיוון הזרם מתהפך, H מתהפך והערך של Br יורד בעקבות האמבטיה ' לִפנֵי הַסְפִירָה '. בנקודה' ג ', Br הופך לאפס. הערך השלילי של ' ח ' בנקודה c שבה הערך של B הוא אפס, נקרא ' כוח כפייה '.
מ-ג עד ד
בהגדלה נוספת של הזרם בכיוון הפוך, H ו-B מתהפכים ועוקבים אחר הנתיב ' CD ' ובערך מסוים של זרם הפוך, הערך של B הופך למקסימלי בכיוון ההפוך ורוויה מתרחשת בנקודה ' ב '.
מ-ד עד ה
כעת, אם הזרם עולה מערך שלילי לאפס, H גדל. בנקודה' זה 'גם זרם I וגם הכוח המגנטי הופכים לאפס, אבל B אינו אפס ויש להם ערך מסוים שלילי. נקודה ' זה ” בגרף נותן את הערך השלילי של Residual Magnetism (-Br).
מ-e עד ו
על ידי הגדלת ערך הזרם, הערך של H עולה. B ו-H הולכים בשביל ' e-f '. בנקודה' ו 'גם לזרם I וגם לכוח הממגנט H יש ערך מסוים, אבל B הוא אפס.
מ-f ועד א
שוב, עם עלייה נוספת בזרם I, הערך של H ו-B עולה ועוקב אחר הנתיב 'f-a' . בנקודה' א שוב, רוויה מתרחשת וכל האטומים בחומר הליבה מתמגנטים ומתיישרים לכיוון השדה המגנטי.
לולאת היסטרזיס
גרף זה בין צפיפות השטף המגנטי B לכוח הממגנט H נקרא עקומת B-H והנתיב הסגור ואחריו B ו-H כאשר הזרם משתנה מאפס לחיובי, חיובי לאפס, אפס לשלילי, שלילי לאפס ושוב מאפס לחיובי נקרא לולאת היסטרזה.
חומרים פרומגנטיים שונים נותנים גודל וצורה שונים של לולאת ההיסטרזיס. חומר פרומגנטי רך נותן לולאת היסטרזיס צרה, וניתן בקלות למגנט אותם ולבטל אותם ומתאימים לשימוש בשנאים.
שימור
שמירה היא תכונה של כל חומר שבאמצעותו הוא שומר על מגנטיות לאחר הסרת השדה המגנטי המושרה.
כַּפיָנוּת
חוזק השדה המגנטי המופעל בכיוון הפוך הנחוץ לביטול מגנטיות מלא של החומר הוא כפייה ידועה. יש להפעיל את כוח הכפייה כדי לבטל את מגנט החומר במלואו לאחר הסרת הזרם. העבודה נעשית עליו והאנרגיה מתפזרת מהחומר בצורת חום. החום התפזר מהחומר; ידוע בתור אובדן היסטרזה, שניתן על ידי Hc בעקומת B-H.
סיכום
השטף המגנטי בפיגור בחומר הפרומגנטי לאחר הסרת השדה המגנטי מהם נקרא היסטרזיס. נדרש כוח כדי לבטל לחלוטין את החומר הפרומגנטי, הנקרא כוח כפייה, ונעשית עליו עבודה שגורמת לפיזור החום בו. הייצוג הגרפי בין כוח הממגנט H וצפיפות השטף המגנטי B נותן עקומת B-H והנתיב הסגור שאחריו B ו-H נקרא לולאת היסטרזה.