The Hysteresis Loop and Magnetic Properties
Uma grande quantidade de informação pode ser aprendida sobre as propriedades magnéticas de um material através do estudo do seu loop de histerese. Um laço de histerese mostra a relação entre a densidade do fluxo magnético induzido (B) e a força magnetizante (H). É frequentemente referido como o laço B-H. Um exemplo de laço de histerese é mostrado abaixo.
O laço é gerado pela medição do fluxo magnético de um material ferromagnético enquanto a força magnetizante é alterada. Um material ferromagnético que nunca foi previamente magnetizado ou que tenha sido completamente desmagnetizado, seguirá a linha tracejada à medida que o H for aumentado. Como a linha demonstra, quanto maior a quantidade de corrente aplicada (H+), mais forte será o campo magnético no componente (B+). No ponto “a” quase todos os domínios magnéticos estão alinhados e um aumento adicional da força magnetizante produzirá muito pouco aumento no fluxo magnético. O material atingiu o ponto de saturação magnética. Quando H é reduzido a zero, a curva irá passar do ponto “a” para o ponto “b”. Neste ponto, pode-se ver que algum fluxo magnético permanece no material mesmo que a força magnetizante seja zero. Isto é referido como o ponto de retentividade no gráfico e indica a remanência ou nível de magnetismo residual no material. (Alguns dos domínios magnéticos permanecem alinhados, mas alguns perderam o alinhamento). Como a força de magnetização é invertida, a curva move-se para o ponto “c”, onde o fluxo foi reduzido a zero. A isto se chama o ponto de coercividade da curva. (A força de magnetização invertida inverteu o suficiente dos domínios para que o fluxo líquido dentro do material seja zero). A força necessária para remover o magnetismo residual do material é chamada de força coerciva ou coercividade do material.
Como a força magnetizante é aumentada na direção negativa, o material ficará novamente saturado magneticamente, mas na direção oposta (ponto “d”). A redução de H a zero leva a curva ao ponto “e”. Terá um nível de magnetismo residual igual ao alcançado na outra direção. Aumentar H de volta no sentido positivo fará com que B volte a zero. Note que a curva não voltou à origem do gráfico porque é necessária alguma força para remover o magnetismo residual. A curva tomará um caminho diferente do ponto “f” de volta ao ponto de saturação onde com o loop completo.
Do loop de histerese, um número de propriedades magnéticas primárias de um material pode ser determinado.
- Retentividade – Uma medida da densidade do fluxo residual correspondente à indução de saturação de um material magnético. Em outras palavras, é a capacidade de um material reter uma certa quantidade de campo magnético residual quando a força magnetizante é removida após atingir a saturação. (O valor de B no ponto b da curva de histerese.)
- Magnetismo residual ou Fluxo residual – a densidade do fluxo magnético que permanece num material quando a força magnetizante é zero. Note que o magnetismo residual e a retentividade são os mesmos quando o material foi magnetizado até o ponto de saturação. Entretanto, o nível de magnetismo residual pode ser inferior ao valor de retentividade quando a força de magnetização não atingiu o nível de saturação.
- Força Coerciva – A quantidade de campo magnético reverso que deve ser aplicada a um material magnético para que o fluxo magnético retorne a zero. (O valor de H no ponto c da curva de histerese.)
- Permeabilidade, m – Uma propriedade de um material que descreve a facilidade com que um fluxo magnético é estabelecido no componente.
- Relutância – É a oposição que um material ferromagnético apresenta ao estabelecimento de um campo magnético. A relutância é análoga à resistência de um circuito eléctrico.