L'isteresi magnetica è il tendenza che materiali ferromagnetico presente per conservare la magnetizzazione acquisita da loro applicando a campo magnetico esterno. Il termine isteresi deriva da Origine greca e significa "ritardo".
Alcuni materiali potrebbero avere diversi livelli di isteresi, cioè sono in grado di mantenere parte dell'orientamento dei domini magnetici al loro interno anche dopo il campo magnetico esterno, comunemente generato da un corrente elettrica che circola attraverso un solenoide.
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Come funziona l'isteresi magnetica?
L'isteresi magnetica è stata eseguita controllare l'intensità e la direzione di un campo magnetico che attraversa un materiale ferromagnetico. Questo campo magnetico esterno, di solito indicato dal simbolo H, fa sì che i domini magnetici, che sono regioni microscopiche all'interno del materiale, allineino i dipoli magnetici degli atomi con il campo magnetico esterno. L'allineamento di questi piccoli domini magnetici produce un campo magnetico non nullo risultante indotto all'interno del materiale.
Ciclo di isteresi magnetica
Si noti nella figura seguente la relazione tra il campo magnetico esterno (orizzontale), indicato con la lettera H, e il campo magnetico interno (direzione verticale), indicato con la lettera B, che viene indotto all'interno di un materiale ferromagnetico.
Dal origine del grafico, l'intensità del campo magnetico esterno H viene gradualmente aumentata. In questo modo il materiale ha domini magnetici sempre più allineati, raggiungendo così la massima magnetizzazione nella in punto A — il punto in cui saturazionedàcurva di magnetizzazione.
Dopo la saturazione del campo magnetico interno, il campo magnetico esterno diminuisce gradualmente, tuttavia la curva di magnetizzazione attraversa un percorso diverso, poiché una parte dei domini magnetici rimane nella stessa direzione anche quando il campo esterno H è nullo, come si vede in punto B Il campo magnetico che rimane nel materiale dopo che il campo magnetico cessa è chiamato campo residuo.
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Tra i punti B e C, la direzione della corrente elettrica che attraversa il solenoide è invertito, quindi anche la direzione del campo magnetico esterno è invertita. All'aumentare del campo H nella direzione opposta alla direzione della magnetizzazione iniziale, il il materiale diventa sempre più smagnetizzato.
IL smagnetizzazionecompletaredel materiale si verifica solo nel punto C – a questo punto è possibile misurare quale deve essere l'intensità del campo magnetico esterno affinché il materiale perda la sua magnetizzazione, e questo campo si chiama campocoercitivo.
Dal punto D, se continuiamo ad aumentare l'intensità del campo esterno, il il materiale si magnetizzerà di nuovo, ma avrà i poli invertiti rispetto al punto A. Diminuendo ancora il campo esterno, il materiale avrà il suo campo magnetico interno ridotto a camporesiduo al punto E Tuttavia, questo campo rimanente avrà il senso opposto a quello misurato al punto B.
Al punto F il materiale è di nuovo smagnetizzato, ma se continuiamo ad aumentare l'intensità del campo H, i domini magnetici si allineeranno ancora una volta, così che il materiale tornerà allo stato di saturazione nel punto A.
È importante notare che, durante il ciclo di isteresi, una parte dell'energia che viene trasferita dal campo magnetico esterno viene utilizzata per orientare i domini magnetici e l'altra parte di tale energia è dissipato sotto forma di aumento di Energia termica, poiché la rotazione dei dipoli magnetici avviene nel mezzo dell'attrito tra le molecole. Questa energia dissipata, a sua volta, è proporzionalel'area formato dalle curve del ciclo di isteresi: maggiore è questa area, maggiore è la quantità di calore che viene dispersa nell'ambiente esterno.
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Applicazioni tecnologiche dell'isteresi magnetica
L'isteresi magnetica viene utilizzata per scrivi i dati sunastri, cartemagneticoo su hard disk, come quelli utilizzati per l'archiviazione dei dati sulla maggior parte dei computer moderni.
Più grande è coercitività di un materiale, maggiore è il suo resistenza alla smagnetizzazione, cioè maggiore deve essere l'intensità del campo magnetico esterno per annullare la magnetizzazione del materiale. I materiali altamente coercitivi sono interessanti per applicazionielettronica, poiché in queste applicazioni è necessario che le informazioni memorizzate non vengano facilmente distrutte se esposte a un campo magnetico esterno.
Come detto, i materiali i cui cicli di isteresi hanno grandi aree dissipano grandi quantità di calore, quindi può essere utilizzato per riscaldare rapidamente, come fanno le padelle in ferro o acciaio quando vengono utilizzate nei fornelli a induzione, esempio.
Per la produzione di magneti permanenti, ad esempio, vengono utilizzati materiali in grado di mantenere la loro magnetizzazione, cioè hanno un'elevata magnetizzazione residua. A produzione di magneti artificiale, a sua volta, si desidera che il materiale sia facilmente magnetizzato, ma che non mantenga questa magnetizzazione dopo che il campo magnetico esterno è cessato.
A seconda dell'applicazione tecnologica desiderata, possono essere utilizzati materiali diversi, con cicli di isteresi differenti. Alcuni di loro hanno anelli più stretti, mentre altri possono avere cicli più pronunciati nella direzione verticale, per esempio.
Di Rafael Hellerbrock
Insegnante di fisica
