Demir gibi ferromanyetik bir madde, harici bir manyetik alan içerisine girdiğinde o maddeyi oluşturan atomlar, kutupları aynı yöne bakacak şekilde dizilirler. Bu da maddenin mıknatıs özelliği göstermesini sebep olur. Manyetik alan ortadan kaldırılsa dahi atomların bir kısmının hizası bozulmaz ve madde mıknatıslık özelliği sergilemeye devam eder. Bu mıknatıslanma, bazı element ve alaşımlar için kalıcı olabilir; bazılarında ise manyetik alan etkisinden çıktıktan sonra zaman içerisinde mıknatıslık etkisi kaybolur. Manyetik alan etkisi altında kalıcı olarak mıknatıslanan maddeler, Curie sıcaklığına kadar ısıtılarak ya da ilk duruma ters yönde bir manyetik alan oluşturularak eski haline döndürülebilirler. Harddiskler gibi manyetik kayıt ortamları, bu prensibe göre çalışmaktadır.
Bu tip malzemelerde manyetik alan şiddeti H ve mıknatıslanma M arasındaki ilişki lineer değildir. Mıknatıslanan bir malzeme eğer demanyatize (H=M=0) olursa, M (mıknatıslanma) olayı ilk mıknatıslanma eğrisini takip edecek şekilde oluşur. Bu eğri başlarda yüksek bir eğime sahiptir ancak sonrasında malzeme manyetik doygunluğa () ulaşma noktasına yaklaştıkça bu eğrinin eğimi de azalır; malzeme doygunluğa ulaştıktan sonra manyetik alanın şiddetini arttırsak dahi malzemeyi daha fazla mıknatıslandıramayız. Bu noktadan sonra manyetik alanın şiddetini azaltırsak, bu sefer eğri daha farklı bir yol izlemeye başlar. Manyetik alan şiddeti sıfıra düştüğünde malzeme üzerinde hala bir miktar mıknatıslanma olduğu görülür ve bu mıknatıslanmaya da (remanence) denir. H-M ilişkisi iki zıt yönde etkiyen manyetik alanlarda da gözlendiğinde ise histeresis eğrisi ortaya çıkar. Eğrinin orta kısmının genişliği, malzemenin (hc) değerinin tam olarak iki katına eşittir.
Mıknatıslanma eğrisine daha yakından bakıldığında denilen küçük ve rastgele sıçramalar görülür. Bu etki, dislokasyon da denilen çizgisel kusurlar gibi kristal yapı kusurlarının, malzemenin mıknatıslanması üzerindeki etkileridir.
Manyetik histeresis eğrilerinin oluşması durumu, ferromanyetik özellik gösteren malzemelere özgü değildir. gibi farklı durumlar için de manyetik histeresis eğrisinin oluşumu söz konusudur.
Fiziksel açıklaması
Ferromanyetik malzemelerde histeresis eğrisinin oluşması, iki temel etki sebebiyle gerçekleşir: mıknatıslanmanın yön değiştirmesi ve mıknatıssal bölgeciklerin boyutlarının ya da sayılarının artması. Mıknatıslanmanın yönü, genel olarak mıknatısın farklı bölgelerinde büyüklük olarak olmasa da yön olarak farklılık gösterir. Çok küçük mıknatıslarda ise bu davranışa rastlanmaz. Tek mıknatıssal bölgeciğe sahip bu mıknatıslardaki (single-domain magnet) mıknatıslanma davranışı, içine girdiği manyetik alana göre yönünü çevirme şeklindedir. Tek mıknatıssal bölgeciğe sahip mıknatıslar, güçlü ve kararlı bir mıknatıslanmaya ihtiyaç duyulan uygulamalarda tercih edilmektedir. (örnek: ).
Mıknatıslar, domain denilen küçük bölgeciklerden oluşmaktadır. Bu bölgelerin kendi içerisinde mıknatıslanma yönü farklılık göstermez, aynı bölge içerisindeki her noktada aynıdır. Ancak bu bölgecikler arasında domain (bölgecik) duvarları denilen ve genel olarak 100-150 atom kalınlığında ince sınırlar mevcuttur. Yan yana bulunan ancak farklı yönlerde mıknatıslanmış iki ayrı bölge, dışarıdan gelen bir etkiyle aynı yönde mıknatıslanabilirler ve bu durumda bölgeciklerin boyutu, duvarların yer değiştirmesi suretiyle büyür ya da küçülür. Bu durumda artık iki farklı bölgecik değil, aynı yönde mıknatıslanmış tek bir bölgeciğin varlığından söz edilebilir.
Modeller
En çok bilinen deneysel histeresis modelleri, ve . Bu modeller, histeresis eğrisinin yüksek hassasiyetle modellenmesine olanak tanırlar ve bu nedenle de endüstri tarafında geniş bir kullanım alanına sahiptirler. Yine de bu modeller, konuyla ilgili termodinamik ve enerji kuramlarıyla birebir örtüşmemektedir. Diğer yandan son dönemlerde ortaya konulan modeller ise, daha tutarlı termodimanik formülasyonlar üzerine kurulmuşlardır. Örnek olarak VINCH modeli, (work hardening) yasaları ve termodinamiğin tersinmez tepkimeleri esas alarak oluşturulmuştur.
Uygulamaları
Ferromıknatıslar ve bunların histeresis eğrisinin, birçok pratik uygulaması vardır. Bilgilerin korunması ve saklanması konusunda avantaj sağlayan bu özellik, manyetik bant, sabit diskler ve kredi kartlarını mümkün kılan temel prensiplerdendir. Hafızada tutulan bilgilerin kolaylıkla silinmemesi ve güvenle saklanabilmesi istendiğinden bu uygulamalarda, demir gibi değeri yüksek olan mıknatıslanabilir maddeler tercih edilir ve bunlara sert manyetik malzemeler denir.
Yumuşak manyetik malzemeler ise elektromıknatıslar için çekirdek görevi görürler. Mıknatıssal momentlerin manyetik alandaki değişimlere verdiği ve histerezis eğrisinde gözlemlenebilen düzensiz (non-lineer) tepki, bu çekirdeğin etrafına sarılı olan bobini de tepki vermeye zorlar. Bu yüzden yumuşak manyetik malzemelerin kullanıldığı sistemlerde, malzemenin mıknatıslandırılıp sonra tekrar eski haline döndürülmesi sırasında yaşanan enerji kayıpları daha düşüktür.
Ayrıca bakınız
Kaynakça
- ^ "Manyetokalorik Malzemeler ve Manyetik Soğutmanın Temelleri". Türk Tesisat Mühendisleri Derneği, 90. Mart-Nisan 2014. ss. 15-26. Yazar
|ad1=
eksik|soyadı1=
(); - ^ "Magnetic Cooling". www.iifiir.org. International Institute of Refrigeration.
- ^ . www.ndt-ed.org. 17 Mayıs 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Nisan 2014.
- ^ Chikazumi 1997, Chapter 1
- ^ Chikazumi 1997, Chapter 15
- ^ Monod, P.; Prejean, J. J.; Tissier, B. (1979). "Magnetic hysteresis of CuMn in the spin glass state". J. Appl. Phys. 50 (B11). American Institute of Physics. s. 7324. doi:10.1063/1.326943. Erişim tarihi: 9 Mart 2013.
- ^ Vincent Francois-Lavet et al (2011-11-14). Vectorial Incremental Nonconservative Consistent Hysteresis model 10 Nisan 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde ..
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Demir gibi ferromanyetik bir madde harici bir manyetik alan icerisine girdiginde o maddeyi olusturan atomlar kutuplari ayni yone bakacak sekilde dizilirler Bu da maddenin miknatis ozelligi gostermesini sebep olur Manyetik alan ortadan kaldirilsa dahi atomlarin bir kisminin hizasi bozulmaz ve madde miknatislik ozelligi sergilemeye devam eder Bu miknatislanma bazi element ve alasimlar icin kalici olabilir bazilarinda ise manyetik alan etkisinden ciktiktan sonra zaman icerisinde miknatislik etkisi kaybolur Manyetik alan etkisi altinda kalici olarak miknatislanan maddeler Curie sicakligina kadar isitilarak ya da ilk duruma ters yonde bir manyetik alan olusturularak eski haline dondurulebilirler Harddiskler gibi manyetik kayit ortamlari bu prensibe gore calismaktadir Miknatislanmanin M manyetik alan siddetine H gore degisiminin Merkezden baslayan ve yukari dogru kivrilan ilk egriye ilk miknatislanma egrisi denir hc degeri manyetik alan ortadan kalktiktan sonra malzeme icerisinde kalan manyetik aki yogunlugunun retentivite sifira dusurulmesi icin ters yonde uygulanmasi gereken manyetik alanin siddetini coercivity mrs ise manyetik alan tamamen ortadan kaldirildiktan sonra malzeme icerisinde artim olarak kalan manyetik aki yogunlugunu ifade eder Bu tip malzemelerde manyetik alan siddeti H ve miknatislanma M arasindaki iliski lineer degildir Miknatislanan bir malzeme eger demanyatize H M 0 olursa M miknatislanma olayi ilk miknatislanma egrisini takip edecek sekilde olusur Bu egri baslarda yuksek bir egime sahiptir ancak sonrasinda malzeme manyetik doygunluga ulasma noktasina yaklastikca bu egrinin egimi de azalir malzeme doygunluga ulastiktan sonra manyetik alanin siddetini arttirsak dahi malzemeyi daha fazla miknatislandiramayiz Bu noktadan sonra manyetik alanin siddetini azaltirsak bu sefer egri daha farkli bir yol izlemeye baslar Manyetik alan siddeti sifira dustugunde malzeme uzerinde hala bir miktar miknatislanma oldugu gorulur ve bu miknatislanmaya da remanence denir H M iliskisi iki zit yonde etkiyen manyetik alanlarda da gozlendiginde ise histeresis egrisi ortaya cikar Egrinin orta kisminin genisligi malzemenin hc degerinin tam olarak iki katina esittir Miknatislanma egrisine daha yakindan bakildiginda denilen kucuk ve rastgele sicramalar gorulur Bu etki dislokasyon da denilen cizgisel kusurlar gibi kristal yapi kusurlarinin malzemenin miknatislanmasi uzerindeki etkileridir Manyetik histeresis egrilerinin olusmasi durumu ferromanyetik ozellik gosteren malzemelere ozgu degildir gibi farkli durumlar icin de manyetik histeresis egrisinin olusumu soz konusudur Fiziksel aciklamasiFerromanyetik malzemelerde histeresis egrisinin olusmasi iki temel etki sebebiyle gerceklesir miknatislanmanin yon degistirmesi ve miknatissal bolgeciklerin boyutlarinin ya da sayilarinin artmasi Miknatislanmanin yonu genel olarak miknatisin farkli bolgelerinde buyukluk olarak olmasa da yon olarak farklilik gosterir Cok kucuk miknatislarda ise bu davranisa rastlanmaz Tek miknatissal bolgecige sahip bu miknatislardaki single domain magnet miknatislanma davranisi icine girdigi manyetik alana gore yonunu cevirme seklindedir Tek miknatissal bolgecige sahip miknatislar guclu ve kararli bir miknatislanmaya ihtiyac duyulan uygulamalarda tercih edilmektedir ornek Miknatislar domain denilen kucuk bolgeciklerden olusmaktadir Bu bolgelerin kendi icerisinde miknatislanma yonu farklilik gostermez ayni bolge icerisindeki her noktada aynidir Ancak bu bolgecikler arasinda domain bolgecik duvarlari denilen ve genel olarak 100 150 atom kalinliginda ince sinirlar mevcuttur Yan yana bulunan ancak farkli yonlerde miknatislanmis iki ayri bolge disaridan gelen bir etkiyle ayni yonde miknatislanabilirler ve bu durumda bolgeciklerin boyutu duvarlarin yer degistirmesi suretiyle buyur ya da kuculur Bu durumda artik iki farkli bolgecik degil ayni yonde miknatislanmis tek bir bolgecigin varligindan soz edilebilir Uygulanan manyetik alana gore yonu ve buyuklugu degisen manyetik bolgecik duvarlari ModellerEn cok bilinen deneysel histeresis modelleri ve Bu modeller histeresis egrisinin yuksek hassasiyetle modellenmesine olanak tanirlar ve bu nedenle de endustri tarafinda genis bir kullanim alanina sahiptirler Yine de bu modeller konuyla ilgili termodinamik ve enerji kuramlariyla birebir ortusmemektedir Diger yandan son donemlerde ortaya konulan modeller ise daha tutarli termodimanik formulasyonlar uzerine kurulmuslardir Ornek olarak VINCH modeli work hardening yasalari ve termodinamigin tersinmez tepkimeleri esas alarak olusturulmustur UygulamalariFerromiknatislar ve bunlarin histeresis egrisinin bircok pratik uygulamasi vardir Bilgilerin korunmasi ve saklanmasi konusunda avantaj saglayan bu ozellik manyetik bant sabit diskler ve kredi kartlarini mumkun kilan temel prensiplerdendir Hafizada tutulan bilgilerin kolaylikla silinmemesi ve guvenle saklanabilmesi istendiginden bu uygulamalarda demir gibi degeri yuksek olan miknatislanabilir maddeler tercih edilir ve bunlara sert manyetik malzemeler denir Yumusak manyetik malzemeler ise elektromiknatislar icin cekirdek gorevi gorurler Miknatissal momentlerin manyetik alandaki degisimlere verdigi ve histerezis egrisinde gozlemlenebilen duzensiz non lineer tepki bu cekirdegin etrafina sarili olan bobini de tepki vermeye zorlar Bu yuzden yumusak manyetik malzemelerin kullanildigi sistemlerde malzemenin miknatislandirilip sonra tekrar eski haline dondurulmesi sirasinda yasanan enerji kayiplari daha dusuktur Ayrica bakinizDegaussKaynakca Manyetokalorik Malzemeler ve Manyetik Sogutmanin Temelleri Turk Tesisat Muhendisleri Dernegi 90 Mart Nisan 2014 ss 15 26 Yazar ad1 eksik soyadi1 yardim erisim tarihi kullanmak icin url gerekiyor yardim Magnetic Cooling www iifiir org International Institute of Refrigeration Eksik ya da bos url yardim erisim tarihi kullanmak icin url gerekiyor yardim www ndt ed org 17 Mayis 2014 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 28 Nisan 2014 Chikazumi 1997 Chapter 1 Chikazumi 1997 Chapter 15 Monod P Prejean J J Tissier B 1979 Magnetic hysteresis of CuMn in the spin glass state J Appl Phys 50 B11 American Institute of Physics s 7324 doi 10 1063 1 326943 Erisim tarihi 9 Mart 2013 Vincent Francois Lavet et al 2011 11 14 Vectorial Incremental Nonconservative Consistent Hysteresis model 10 Nisan 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde