hiszterézisveszteség

Hiszterézisveszteségnek nevezzük azokat az energiaveszteségeket, amelyek ferromágneses anyagokban keletkeznek, amikor a külső váltakozó mágneses tér hatására a mágneses állapot ciklikusan megváltozik. A magnetizáció késleltetetten követi a mágneses teret, és minden ciklusban részben hő formájában vész el energia. A jelenség a maganyagok magvizsgálataiban és az elektronikai készülékek magjának viselkedésében alapvető szerepet játszik.

Fizikai alapja a doménfalak és a doménrotáció irreverzibilis folyamata. A ciklusonként elvesztett energia a B–H hurk területével (vagyis a magnetizációs és a fluxus együttállása által meghatározott hurk) arányos. Az átlagos teljesítmény-veszteség per térfogategység: P_h ≈ f × E_loss_per_cycle, ahol E_loss_per_cycle = ∮ H dB = ∮ B dH. Így a veszteség erősen függ a működési frekvenciától és a fluxussűrűségtől, illetve az anyag mikrostruktúrájától.

Tényezői közé tartozik a frekvencia (f), a csúcsfluxus-sűrűség (Bmax), és az anyag tulajdonságai, például a koercivitás (Hc) és a maradék fluxus. Általában minél alacsonyabb a koercivitás és minél kedvezőbb a doménstruktúra, annál kisebb a hiszterézisveszteség. A Steinmetz-egyenlet alapján a veszteséget gyakran modellálják: P_core = κ f Bmax^α, ahol κ és α az adott anyagtól függnek, és α általában 1,6–2,2 között van.

Alkalmazások és kezelés: a hiszterézisveszteség a transzformátorok, motorok és egyéb mágneses magú eszközök fontos része. A veszteség csökkentése érdekében anyagok kiválasztását végzik, amelyek kis koercivitásúak (lágy mágnesek), illetve optimalizálják a fluxus-szintet és a működési feltételeket. A klasszikus komponensek mellett a lamellázott vagy lazabarna ferritmagok is a veszteségek mérséklésére szolgálnak, bár a hő- és eddy-áramveszteségek külön kezelést igényelnek.