Histerese Magnética

Histerese Magnética

Vamos considerar o que acontece quando magnetizamos uma substância ferromagnética colocando-a em campo magnético criado por uma corrente elétrica nos enrolamentos de uma bobina toroidal, como mostra a Fig.1. A dependência da magnetização M da amostra toroidal com a intensidade magnética H, veja fig.18.3. Supõe-se aqui que a princípio a amostra está desmagnetizada e que a intensidade magnética inicial também é zero. No início, portanto, partindo do ponto O (Fig. 2) onde H = M = 0. Vamos agora supor que a intensidade magnética torna-se maior, aumentando-se a corrente que flui através da bobina. Os momentos magnéticos atômicos se alinham como o campo, causando um aumento de M que é quase linear com H a princípio, mas que tende a saturar quando o alinhamento magnético total é quase atingido. A magnetização da amostra se processa, ao longo da reta Oa. Se a magnetização fosse mais carregada, é claro, uma magnetização M = npm seria quase atingida correspondendo ao alinhamento de todos os dipolos atômicos da amostra no sentido de H. Vamos supor, contudo, que paramos no ponto a e então reduzimos gradualmente o campo H outra vez. Quando fazemos isto, contudo, a magnetização não retrocede na curva Oa, ao invés segue a trajetória ab. Quando H é reduzido a zero, o ponto b é atingido. Neste, embora a intensidade magnética seja zero, uma grande proporção dos dipolos atômicos retém seu primeiro alinhamento e há, portanto, uma magnetização substancial Mr , a qual é frequentemente denominada magnetização remanescente da amostra. Agora temos um imã permanente que possui uma magnetização e produz seu próprio campo B embora não haja corrente.

Fig. 1 - Bobina toroidal

Agora, se invertemos o sentido da corrente, invertemos o sentido da intensidade magnética H, isto tende a destruir o alinhamento magnético da amostra; e no ponto c, quando um certo valor negativo H, referido como campo coercitivo Hc, é alcançado, a magnetização é completamente removida e a amostra é mais uma vez desmagnetizada. Para valores negativos maiores que H, a magnetização torna-se negativa e se processa ao longo da curva cd, alcançando d quando o campo H é igual e oposto em relação ao que era em a. Se, agora, o valor de H aumentar mais uma vez, a curva defa será traçada, até que finalmente, quando o campo H voltar ao seu primeiro valor máximo, o ponto a será recuperado.

Fig. 2 - Histerese Magnética

Este fenômeno ilustra claramente o fato de que a magnetização depende não apenas da intensidade magnética mas também da história magnética anterior do material. Este efeito é denominado por histerese magnética e é exibido em algum grau por todas as substâncias ferromagnéticas.

A experiência de Faraday

Para a bobina faz-se um enrolamento de fios de cobre esmaltados ou fios de fiação elétrica residencial.

O ímã pode ser retirado de um auto-falante sucateado, de potencia média ou alta, como os de toca CD’s.

Usa-se um multímetro que será ajustado na função microampère, dependendo da quantidade de espiras da bobina e do potencial do ímã.

Conecta-se os terminais do multímetro nas duas extremidades do enrolamento de fios de cobre.

Aproxima-se o ímã da bobina, conforme mostra a figura 01:

Observa-se o comportamento do ponteiro do multímetro.

A experiência de Faraday é de extrema importância para o estudo do Eletromagnetismo, pois baseado na análise da interação entre campo elétrico e magnético podem ser explicado muitos outros fenômenos relacionados a esta importante parte da Física.

Lei de indução de Michael Faraday

Por Glauber Luciano Kítor

Michael Faraday (1791-1867) nasceu em Londres, na Inglaterra em 22/09/1791. Terceiro filho de um ferreiro de Newington, subúrbio de Londres, foi obrigado a abandonar os estudos para se dedicar ao trabalho aos treze anos. Trabalhou para o livreiro G. Ribeau. Neste intervalo de tempo, aproveitou o contato com os livros para estudar.

Em algumas experiências, Faraday percebeu que ao introduzir um ímã em uma bobina esta acusava a presença de uma corrente elétrica na mesma. Este fenômeno foi caracterizado qualitativamente e quantitativamente e deu origem à Lei da Indução de Faraday que é expressa matematicamente como:

Ou seja, a intensidade da força eletromotriz induzida (ε) é igual a variação do fluxo magnético no interior da espira. Esta é uma das quatro equações de Maxwell para o Eletromagnetismo.

Mas a unidade de indutância no SI é o henry (abreviação H) em homenagem ao americano Joseph Henry embora tenha publicado seus resultados para a indutância um pouco mais tarde que Faraday.

Faraday introduziu o conceito de campo de força ou simplesmente campo. Mesmo sem ter recebido