Histereza magnetică este tendința că materialele feromagnetic prezent pentru a conserva magnetizarea dobândite de aceștia prin aplicarea unui camp magnetic extern. Termenul de histerezis este din Originea greacă și înseamnă „întârziere”.
Unele materiale pot avea diferite niveluri de histerezis, adică sunt capabili să mențină o parte din orientarea domeniilor magnetice din interiorul lor chiar și după câmpul magnetic extern, generat în mod obișnuit dintr-un curent electric care circulă printr-un solenoid.
Uitede asemenea: Exemple, concepte, aplicații și povestea din spatele magnetismului
Cum funcționează histerezisul magnetic?
Se face histerezisul magnetic controlând intensitatea și direcția unui câmp magnetic care trece printr-un material feromagnetic. Acest câmp magnetic extern, de obicei notat cu simbolul H, determină domeniile magnetice, care sunt regiuni microscopice din interiorul materialului, să alinieze dipolii magnetici ai atomilor cu câmpul magnetic extern. Alinierea acestor mici domenii magnetice produce un câmp magnetic rezultat non-zero indus în interiorul materialului.
Ciclul de histerezis magnetic
Observați în figura următoare relația dintre câmpul magnetic extern (orizontal), notat cu litera H, și câmpul magnetic intern (direcție verticală), notat cu litera B, care este indusă în interiorul unui material feromagnetic.
De la origine din grafic, intensitatea câmpului magnetic extern H este crescută treptat. În acest fel, materialul are din ce în ce mai multe domenii magnetice aliniate, atingând astfel o magnetizare maximă în punctul A - punctul în care saturaredăcurba de magnetizare.
După saturația câmpului magnetic intern, câmpul magnetic extern scade treptat, cu toate acestea curba de magnetizare trece printr-o o cale diferită, deoarece o parte a domeniilor magnetice rămâne în aceeași direcție chiar și atunci când câmpul extern H este nul, așa cum se vede în punctul B. Câmpul magnetic care rămâne în material după încetarea câmpului magnetic se numește câmp de rămășiță.
Între punctele B și C, direcția curentului electric care trece prin solenoid este inversată, de aceea direcția câmpului magnetic extern este inversată. Pe măsură ce câmpul H crește în direcția opusă direcției magnetizării inițiale, materialul devine din ce în ce mai demagnetizat.
THE demagnetizarecompleta materialului apare doar la punctul C - în acest moment, este posibil să se măsoare care trebuie să fie intensitatea câmpului magnetic extern pentru ca materialul să-și piardă magnetizarea și acest câmp se numește campcoercitiv.
De la punctul D, dacă continuăm să creștem intensitatea câmpului extern, materialul se va magnetiza din nou, dar va avea polii inversați în raport cu punctul A. Prin scăderea din nou a câmpului extern, materialul va avea câmpul său magnetic intern redus la camprămăşiţă la punctul E. Cu toate acestea, acest câmp rămas va avea sensul opus celui măsurat la punctul B.
La punctul F materialul este din nou demagnetizat, dar dacă continuăm să creștem puterea câmpului H, domeniile magnetice se vor alinia încă o dată, astfel încât materialul să revină la starea de saturație la punctul A.
Este important de reținut că, în timpul ciclu de histerezis, o parte a energiei care este transferată de câmpul magnetic extern este utilizată pentru a orienta domeniile magnetice, iar cealaltă parte a energiei este risipit sub forma unei creșteri în Energie termală, deoarece rotația dipolilor magnetici are loc în mijlocul fricțiunii dintre molecule. La rândul său, această energie disipată este proporţionalzona format de curbele ciclului de histerezis - cu cât această zonă este mai mare, cu atât este mai mare cantitatea de căldură care se pierde în mediul extern.
Uitede asemenea: Transformatoare - dispozitive care scad sau cresc tensiunea electrică
Aplicații tehnologice ale histerezisului magnetic
Histereza magnetică este utilizată pentru scrie date lacasete, cardurimagneticsau pe hard disk-uri, precum cele utilizate pentru stocarea datelor pe majoritatea computerelor moderne.
Cu cât este mai mare coercitivitate a unui material, cu atât este mai mare rezistență la demagnetizare, adică cu atât mai mare trebuie să fie intensitatea câmpului magnetic extern pentru a anula magnetizarea materialului. Materialele extrem de coercitive sunt interesante pentru aplicațiiElectronică, deoarece în aceste aplicații este necesar ca informațiile stocate să nu fie distruse cu ușurință atunci când sunt expuse unui câmp magnetic extern.
După cum sa menționat, materialele ale căror cicluri de histerezis au suprafețe mari disipează cantități mari de căldură, deci poate fi folosit pentru a încălzi rapid, așa cum o fac tigaile din fier sau oțel atunci când sunt utilizate în aragazele cu inducție, de exemplu.
Pentru producția de magneți permanenți, de exemplu, se utilizează materiale capabile să-și mențină magnetizarea, adică au o magnetizare remanentă ridicată. La producție de magneți artificialLa rândul său, se dorește ca materialul să fie ușor magnetizat, dar să nu mențină această magnetizare după ce câmpul magnetic extern a încetat.
Conform aplicației tehnologice dorite, pot fi utilizate diferite materiale, cu cicluri de histerezis diferite. Unele dintre ele au bucle mai apropiate, în timp ce altele pot avea cicluri mai pronunțate în direcție verticală, de exemplu.
De Rafael Hellerbrock
Profesor de fizică
Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-histerese-magnetica.htm
