Hysterese - Ferromagnetismus
Hysterese ist eine Eigenschaft ferromagnetischer Materialien. Die Magnetisierung des Materials steigt schnell an, wenn ein äußeres Magnetfeld angelegt wird.
Zur Kurve
oberes Bild- Nur wenn das Eisenstück entmagnetisiert war, ist der Startpunkt bei A. Das blaue Kurvenstück von A über B nach C heißt auch „jungfräuliche“ Kurve oder „Neukurve“.
- Man kann mit einem Elektromagneten bis zum Punkt B in einer Richtung magnetisieren und dann – nach Umpolen des Elektromagneten – auf der roten Kurve bis zum Punkt M gehen. Dann wurden nur wenige Weiss-Bezirke in ihrer Orientierung geändert. Der vertikale Abstand zur horizontalen Achse, gibt an, wie viele Bezirke beeinflusst wurden. Er sagt etwas über die Flussdichte aus.
- Man kann auch von A bis C oder bis D oder bis E gehen – das hängt davon ab, wie stark der Elektromagnet ist. Zwischen C und E sind alle Weiss-Bezirke parallel orientiert, dann spricht man von Sättigung. Eine weitere Erhöhung des Spulenstromes verstärkt nur noch unwesentlich den magnetischen Fluss im Eisen.
- Wenn der Elektromagnet abgeschaltet wird, gelangt man zurück bis F. Ob F genauso hoch liegt wie C oder schon ein wenig oder sogar viel tiefer, hängt von der Remanenz ab. Diese ist von der Bauform, u. a. vom (Rest)Luftspalt abhängig.
- Polt man den Elektromagneten um und erhöht langsam die Spannungszeitfläche, gelangt man zum Punkt G. Das Eisenstück ist entmagnetisiert worden, solange das Gegenfeld anliegt. Dazu musste die Koerzitivfeldstärke des Kernes im Elektromagneten überwunden werden. Nach dem Ausschalten des Gegenfeldes läuft die Magnetisierung wie eine elastische Feder wieder auf den vorigen Wert F. Zum Nullpunkt A gelangt man nur, wenn man die Aussteuerung der Hysteresekurve in kleinen Schritten oder kontinuierlich, durch ein sich ständig umpolendes und kleiner werdendes Gegenfeld verkleinert
Der physikalische Hintergrund für Hysterese liegt in der Existenz des Elektronenspins als elementare magnetische Momente der ferromagnetischen Stoffe begründet. Die starke Magnetisierung dieser Stoffe in äußeren Magnetfeldern kommt dadurch zu Stande, dass sich die magnetischen Momente in einem äußeren Magnetfeld ausrichten und dabei durch die Austauschwechselwirkung stabilisiert werden. Die ausgerichteten magnetischen Momente machen das ferromagnetische Material selbst zu einem Magneten.
Die harten Materialien sind entsprechend widerstandsfähiger gegen kleine Störungen der Magnetisierung durch äußere Magnetfelder, Wärme oder Stöße und eignen sich gut als Magnetstoffe für Permanentmagnete. Weichmagnetische Substanzen werden für Transformatoren verwendet, da die Ummagnetisierung nur wenig Energie verbraucht.
Siehe auch
Webcraft AG, Schweiz
Wikipedia.de
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Datum der letzten Änderung: Jena, den: 21.11. 2018