Bucle de histéresis es un gráfico de cuatro cuadrantes B-H de donde la pérdida de histéresis, la fuerza coercitiva y la retención de s material magnético se obtienen.
Para entender el bucle de histéresis, se supone que tomamos un material magnético para usarlo como núcleo alrededor del cual se enrolla un alambre aislado. Las bobinas se conectan al suministro (DC) a través de resistencia variable para variar el actual I. Sabemos que la corriente I es directamente proporcional al valor de la fuerza magnetizadora (H) como
Donde, N = no. de giro de la bobina y l es la longitud efectiva de la bobina. La densidad de flujo magnético de este núcleo es B que es directamente proporcional a la fuerza magnetizadora H.
Ahora, deberíamos estar familiarizados con algunos términos importantes relacionados con bucle de histéresis.
Definición de histéresis
La histéresis de un material magnético es una propiedad en virtud de la cual la densidad de flujo (B) de este material se queda atrás de la fuerza magnetizadora (H).
Definición de Fuerza Coercitiva
La fuerza coercitiva se define como el valor negativo de la fuerza magnetizante (-H) que reduce a cero la densidad de flujo residual de un material.
Densidad de flujo residual
La densidad de flujo residual es el valor seguro de flujo magnético por unidad de área que permanece en el material magnético sin presencia de fuerza magnetizadora (es decir, H = 0).
Definición de Retentividad
Se define como el grado en que un material magnético obtiene su magnetismo después de que la fuerza magnetizadora (H) se reduce a cero.
Ahora, procedamos paso a paso para hacernos una idea clara sobre bucle de histéresis.
- Paso 1:
Cuando la corriente de suministro I = 0, por lo que no existe densidad de flujo (B) y fuerza magnetizadora (H). El punto correspondiente es O en el gráfico de arriba. - Paso 2:
Cuando la corriente se incrementa de un valor cero a un cierto valor, la fuerza magnetizadora (H) y la densidad de flujo (B) se configuran y aumentan siguiendo el camino o a. - Paso 3:
Para un cierto valor de corriente, la densidad de flujo (B) se convierte en máxima (Bmax). El punto indica el saturación magnética o la máxima densidad de flujo de este material del núcleo. Todos los elementos del material del núcleo se alinean perfectamente. Por lo tanto, el Hmax está marcado en el eje H. Así que no se produce ningún cambio de valor de B con un mayor incremento de H más allá del punto a. - Paso 4:
Cuando el valor de la corriente se disminuye de su valor de saturación de flujo magnético, H se disminuye junto con la disminución de B no siguiendo el camino anterior sino siguiendo la curva a b. - Paso 5:
El punto b indica H = 0 para I = 0 con un cierto valor de B. Este retardo de B detrás de H se llama histéresis. El punto b explica que después de eliminar la fuerza magnetizadora (H), la propiedad de magnetismo con poco valor permanece en este material magnético y se conoce como magnetismo residual (Br). Aquí o b es el valor de la densidad de flujo residual debido a la retentividad del material. - Paso 6:
Si la dirección de la corriente I se invierte, la dirección de la H también se invierte. El incremento de H en dirección inversa siguiendo el camino b c disminuye el valor del magnetismo residual (Br) que obtiene cero en el punto c con cierto valor negativo de H. Este valor negativo de H se llama fuerza coercitiva (Hc) - Paso 7:
H aumenta más en dirección negativa, B se invierte siguiendo el camino c d. En el punto, de nuevo se produce una saturación magnética pero en dirección opuesta con respecto al caso anterior. En el punto, B y H obtienen valores máximos en dirección inversa, es decir (-Bm y -Hm). - Paso 8:
Si disminuimos el valor de H en esta dirección, de nuevo B disminuye siguiendo el camino de. En el punto e, H tiene un valor cero pero B tiene un valor finito. El punto e representa el magnetismo residual (-Br) del material del núcleo magnético en dirección opuesta con respecto al caso anterior. - Paso 9:
Si la dirección de H se invierte de nuevo invirtiendo la corriente I, entonces el magnetismo residual o la densidad de flujo residual (-Br) vuelve a disminuir y obtiene cero en el punto f que sigue el camino e f. De nuevo un nuevo incremento de H, el valor de B aumenta de cero a su valor máximo o nivel de saturación en el punto a que sigue el camino f a.
El camino a b c d e f a forma un bucle de histéresis.
[NB: La forma y el tamaño del bucle de histéresis dependen de la naturaleza del material elegido]
Importancia del bucle de histéresis
Las principales ventajas de bucle de histéresis se dan a continuación.
- Un área de bucle de histéresis más pequeña simboliza una menor pérdida de histéresis.
- El bucle de histéresis proporciona el valor de la retentiva y la coercitividad de un material. Así, la forma de elegir el material perfecto para hacer un imán permanente, núcleo de las máquinas se hace más fácil.
- A partir del gráfico B-H, se puede determinar el magnetismo residual y así la elección del material para los electroimanes es fácil.
