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내 단어장

히스테리시스

Hysteresis Loop

강자성체에 자계 H를 걸었다 뺐다 하면, 자속밀도 B는 지나온 길을 그대로 되짚지 않고 뒤처져서 따라와요. 이렇게 B가 H의 변화에 뒤늦게 반응하는 현상이 히스테리시스이고, B-H 그래프는 한 바퀴 도는 고리를 그려요. 자계를 0으로 해도 남는 잔류자기 Br 덕분에 영구자석이 되고, 이 고리의 면적이 곧 한 사이클의 에너지 손실이에요. 슬라이더로 곡선을 한 바퀴 따라가며 잔류자기와 보자력을 짚어 보고, 연자성체와 경자성체의 고리 넓이를 비교해 봐요.

자석에는 기억이 있다
🔁 히스테리시스란?
①강자성체에 자계 H를 가했다 뺐다 하면, B는 원래 경로로 돌아가지 않습니다
②B가 H의 변화에 "뒤처져서" 따라감 → 이것이 이력(히스테리시스) 현상
③B-H 그래프가 타원형 루프를 그리며, 이 면적이 곧 에너지 손실입니다
히스테리시스 곡선 한 바퀴 추적
0%
🔑 핵심 관찰
①포화(Bs): H를 계속 올리면 B는 더 이상 증가하지 않는 한계에 도달
②잔류자기(Br): H를 0으로 해도 B가 남아있음. 자석이 되는 이유!
③보자력(Hc): B를 0으로 만들려면 반대 방향으로 H를 걸어야 함
히스테리시스 손실 공식
히스테리시스 손실 (1사이클)
Wh = ∮ H · dB [J/m³]
B-H 루프의 면적 = 1사이클당 단위부피 에너지 손실
스타인메츠 경험식
Ph = ηh · f · Bmn · V [W]
ηh: 히스테리시스 계수, f: 주파수, Bm: 최대 자속밀도, n ≈ 1.6~2.0, V: 체적
전력 손실
Ph ∝ f · Bm1.6
주파수에 비례, Bm의 약 1.6승에 비례: 스타인메츠 지수
연자성체 vs 경자성체
💡 용도의 차이
①연자성체: 좁은 루프 → 낮은 손실, 쉬운 자화/탈자 → 변압기·전동기 철심
②경자성체: 넓은 루프 → 높은 Br·Hc, 강한 잔류자기 → 영구자석
③같은 강자성체라도 용도에 따라 정반대 특성을 원합니다!
시험 핵심 정리
히스테리시스 손실
Wh = ∮HdB [J/m³]
루프 면적
스타인메츠
Ph ∝ f · Bm1.6
전력 손실
🎯 시험 포인트
①잔류자기 Br: H=0일 때 남아있는 B. 영구자석의 핵심
②보자력 Hc: B=0으로 만드는 데 필요한 반대 H. 탈자 저항력
③히스테리시스 손실 = B-H 루프 면적 × 주파수 × 체적
④스타인메츠 지수 n ≈ 1.6 (시험에서 출제 포인트)
⑤연자성(좁은루프/낮은손실) vs 경자성(넓은루프/영구자석) 구분 필수
📝 대표 기출문제
①[잔류자기] B-H곡선에서 H=0일 때 남아있는 자속밀도를 무엇이라 하는가? → 잔류자기 Br
②[보자력] 잔류자기를 0으로 만들기 위해 필요한 역방향 자계는? → 보자력 Hc
③[히스테리시스손] Ph=ηBm^n·f·V에서 n의 값은? → 스타인메츠 지수 n≈1.6
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