Hysteresishäviöt

Hysteresishäviöt ovat energiahäviöitä ferromagneettisten aineiden magnetoitumisen aikana, kun niihin kohdistuva vaihtuva magneettikenttä muuttaa magnetoitumistilaa. Magneettinen induktio B ei seuraa kenttää välittömästi, vaan magnetoituminen tapahtuu domain-alueiden liikkeen ja kääntymisen kautta. Osa energiasta palautuu, mutta osa hajoaa lämpöenergiaksi, jolloin syntyy häviöitä.

Lyhyesti, yhden magneettisykli voisi kuvata siten: per tilavuus häviö vastaa B–H-käyrän sulkevan alueen pinta-alaa. Toistettaessa sykliä tehohäviö, P, on likimäärin tätä alueen suuruutta kerrottuna magnetointisyklejä per sekunti eli taajuudella f. Näin hysteresishäviöt ovat pääosin lineaarisesti riippuvaisia taajuudesta, kun materiaalin magneettiset ominaisuudet ovat vakioina.

Merkittäviä tekijöitä ovat materiaalin magnetoituvuuden piirteet (hysteresis-käyrän leveys ja kynnysarvo, coercivity, saturaatio), lämpötila sekä magneettikentän vaihtopinnan arvo (Bmax). Sayanämissä näiden häviöiden pienentämiseksi voidaan valita pehmeitä magneettisia materiaaleja, joilla on pieni coercivity ja kapea hysteresis-käyrä. Kymmentyksenlaiset rakenne- ja valmistustekniikat, kuten laminaatio, eristys ja materiaalin käsittely, vähentävät lisäksi muita häviöitä kuten pyörre- eli eddy current -häviöitä.

Sovelluksissa hysteresishäviöt muodostavat merkittävän osan ydin- tai magneettisten koneiden kokonaiskulumasta, kuten muuntajien, sähkömoottoreiden ja käämitysten ydinmateriaaleissa. Häviöiden mittaus ja laskeminen perustuvat B–H-käyrän alueen mittaamiseen ja spesifisoihin häviöihin, usein yksiköin W/kg tai W/m³.