تلاكؤ
عودة للموسوعةالتخلفية أوالتلاكؤ أوالهيسترياس (باللاتينية: hysteresis عن الإغريقية ὑστέρησις: متلاكئ، متأخر) هوخاصية للنظم (الفيزيائية غالباً) تتمثل في تأخر استجابة النظام للقوى المطبّقة عليه، وتعتمد استجابة هذه النظم على القوى التي أثرت عليها سابقاً، وتطرأ عليها تغيرات في بنيتها لا تختفي تمامًا بعد إبعاد المؤثر عنها، أي تعتمد صفاتها على تاريخ معالجاتها. يجب التمييز بين التلاكؤ وبين العطالة التي تشير إلى المقاومة الثابتة التي يبديها النظام ضد تغيير حالته. تظهر تلك الخاصة غالبًا في مغناطيسية المواد.
يحدث التخلف في المواد المغناطيسية الحديدية والمواد الكهربائية الحديدية ، وفي تشوه الربطة المطاطية وفي السبائك المتذكرة للشكل والكثير من الظواهر الطبيعية الأخرى. هي تكون مترافقة في الأنظمة الطبيعية بعمليات غير عكوسة مثل التحولات الطورية ومع احتكاك داخلي وتبدد للطاقة.
يحدث التلاكؤ في الفيزياء والكيمياء والهندسة التطبيقية والنظم الأحيائية وفي الاقتصاد، إلخ.
منحنى المغناطيسية
منحنى المغناطيسية أودورة مغناطيسية في الفيزياء يظهر منحنى المغناطيسية عند مغنطة معدن مثل الحديد بواسطة تسليط عليه مجالا مغناطيسيا خارجيا متزايد الشدة H (المحور الأفقي في الشكل). فتتزايد كثافة التدفق المغناطيسي B في بترة الحديد بتزايد شدة المجال المغناطيسي الخارجي. وعند خفض شدة المجال المغناطيسي الخارجي بعد ذلك تنخفض كثافة التدفق المغناطيسي (المحور الرأسي) في بترة الحديد، إلا أنها لا تعود إلى الصفر عند عودة المجال المغناطيسي الخارجي إلى الصفر، بل تظل بقية مغنطة في بترة الحديد، ويلزم تسليط المجال المغناطيسي في اتجاه عكسي لكي تفقد بترة الحديد مغناطيسيتها - هذا يعتمد على الشوائب في بترة الحديد . تسمى شدة المجال المغناطيسي الخارجي اللازم لإعادة كثافة التدفق المغناطيسي في بترة الحديد إلى الصفر بالمقاومة المغناطيسية.
نجد منحنى مغناطيسي مميز لكل المواد ذات المغناطيسية الحديدية مثل الحديد والكوبلت والنيكل وسبائكها. كما تختلف منحنيات مغناطيسية بتر الحديد عن بعضها بسبب اختلاف الشوائب الموجودة فيه وسبائكها وكذلك تاريخها من وجهة معالجاتها السابقة الحرارية والمغناطيسية والميكانيكية وعدد مرات مغنطتها وفقدها مغناطيسيتها.
منحنى مغناطيسي صلد
تتصف المنحنيات المغناطيسية "بالصلادة" كما توجد منحايات للمغناطيسية "مطاوعة" بحسب صفة العينة المغناطيسية. تتكون بترة المادة ذات المغناطيسية الحديدية بوجود حبيبات مغناطيسية ذاتية فيها تسمى "حبيبات فايس". تتميز جميع حبيبة باتجاه معين لمغناطيسيتها، وتكون اتجاهات مغناطيسية الحبيبات موزعة توزيعا عشوائيا فلا تظهر مغناطيسية للبترة المنظورة. وعند تسليط مجال مغناطيسي خارجي على بترة الحديد فإن مغناطيسية الحبيبات تميل لأن تتخذ نفس اتجاه المجال المغناطيسي الخارجي ويقوّى بذلك التدفق المغناطيسي في البترة. وبتزايد المجال المغناطيسي الخارجي يزيد عدد الحبيبات التي تتخذ مغناطيسيتها اتجاه المجال المغناطيسي الخارجي، حتى تصل إلى التشبع المغناطيسي.
وعند خفض شدة المجال المغناطيسي الخارجي لا يعود منحنى المغناطيسية على نفسه بل يبتر كما في الشكل ثلاثة محور تغير المغناطيسية عند B-R مما يشير على مغنطة البترة الحديدية في غياب المجال المغناطيسي الخارجي. لهذا يعتبر هذا المنحنى منحنى مغناطيسيا صلدا. ويمكن إزالة مغناطيسية بترة الحديد عن طريق عكس المجال المغناطيسي المسلط عليها (المنحنى الأخضر العلوي). فتصل مغناطيسية بترة الحديد إلى الصفر عند -H-C. وبزيادة شدة المجال الخارجي العكسي نرى تغير منحنى المغناطيسية في الاتجاه العكسي (الجزء اليساري السفلي في الشكل ) حتى تصل المغناطيسية في البترة إلى التشبع المغناطيسي ولكن في اتجاه عكسي. بخفض المجال المؤثر من الخارج تعود مغناطيسية فطعة الحديد إلى الصفر وبذلك تكتمل الدورة المغناطيسية.
بحسب عدد الحبيبات المغناطيسية (تبلغ مقاييسها نحوعشرة ميكرومتر وأقل من ذلك) في بترة الحديد التي توجه مغناطيسيتها الذاتية في اتجاه المجال المغناطيسي الخارجي تنشأ عدة حالات مميزة:
- عندما يؤخذ منحنى المغناطيسية لبترة الحديد لأول مرة يبدأ المنحنى من مركز الإحداثيات (المنحنى الأزرق) ويسمى هذا المنحنى الابتدائي أوالمنحنى الجديد.
- يمكن بواسطة مغناطيس كهربائي تسليط مجاله على بترة الحديد والتوقف عند نقطة على المنحنى الصاعد وقبل الوصول للتشبع، عندئذ توجه عدد قليل من الحبيبات المغناطيسية نفسها في اتجاه المجال لخارجي، وتعطي البعد العمودي للمغناطيسية عن المحور الأفقي عدد الحبيبات التي تاثرت بالمجال الخارجي.
- كما يمكن مغنطة بترة الحديد إلى التشبع (جزء المنحنى الأفقي). ففي تلك الحالة حيث لا تتغير مغناطيسية البترة بزيادة المجال الخارجي وتبقى ثابتة، تكون معظم الحبيبات قد وجهت اتجاه مغناطيسيتها في اتجاه المجال الخارجي.
- عند خفض شدة المجال المغناطيسي الخارجي تنخفض مغناطيسية البترة ويعود المنحنى ويقابل المحور الرأسي عند B-R. ازدياد تلك النقطة يعتمد على الاستبقائية وهي خاصة تعتمد على شكل بترة الحديد.
- وعند عكس اتجاه المجال المغناطيسي الخارجي وزيادة التيار في المغناطيس الكهربائي، تنخفض مغناطيسية بترة الحديد حتى تصل إلى الصفر مع استمرار المجال المغناطيسي الخارجي. يعمل هذا المقدار للمغناطيسية العكسية على التغلب على مقاومة البترة المغناطيسية -H-c. وبمجرد بتر تيار المغناطيس الكهربائي الموثر تقفز مغناطيسية بترة الحديد إلى القيمة B-R تلقائيا.
- للعودة لنقطة الصفر الابتدائية (تقاطع محوري الإحداثيات) فلا بد من تكرار دورات المغناطيسية على البترة مستمرا بمجالات مغناطيسية أصغر فأصغر مع عكس مغناطيسية المجال الخارجي حتى تفقد البترة مغناطيسيتها.
اقرأ أيضا
- مغناطيسية
- مقاومة مغناطيسية
- استبقائية
- مغناطيسية حديدية
- مغناطيسية أرضية
- مغناطيسية مسايرة
- مغناطيسية معاكسة
- قانون كوري
مراجع
- ^ An analytical generalized Prandtl–Ishlinskii model inversion for hysteresis compensation in micropositioning control, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, Volume:16 Issue:4, PP 734 - 744, 15 July 2010 نسخة محفوظةسبعة فبراير 2020 على مسقط واي باك مشين.
- ^ Wen, Y. K. (1976). "Method for random vibration of hysteretic systems". Journal of Engineering Mechanics. 102 (2): 249–263. مؤرشف من الأصل في 03 ديسمبر 2013.
- ^ Ewing, J. A. (1889). "On hysteresis in the relation of strain to stress". British Association Reports: 502. مؤرشف من الأصل في 18 مايو2016.
وصلات خارجية
-
صور وملفات صوتية من كومنز
صور وملفات صوتية من كومنزالتصنيفات: أنظمة لاخطية, علم المواد, مغناطيسية, هندسة كهربائية, قالب أرشيف الإنترنت بوصلات واي باك, صفحات بها وصلات إنترويكي, بوابة كهرباء/مقالات متعلقة, بوابة علم الاجتماع/مقالات متعلقة, بوابة كهرومغناطيسية/مقالات متعلقة, بوابة إلكترونيات/مقالات متعلقة, بوابة الاقتصاد/مقالات متعلقة, بوابة الفيزياء/مقالات متعلقة, جميع المقالات التي تستخدم شريط بوابات, صفحات تستخدم خاصية P227
