1.8 O que é histerese? Explique a histerese em termos da teoria dos domínios magnéticos.

Passo 1

O enunciado pede para definir o fenômeno da histerese em materiais ferromagnéticos usando a teoria de domínios magnéticos. Isso envolve entender como a densidade de fluxo magnético \mathbf{B} ou a magnetização \mathbf{M} de um material depende não só do valor instantâneo do campo magnético aplicado \mathbf{H}, mas também do histórico de aplicação desse campo.

Passo 2

Definimos histerese como a característica de um material ferromagnético em que a curva de magnetização (ou de indução magnética) exibe trajetórias diferentes ao se magnetizar e desmagnetizar, formando um laço fechado no gráfico \mathbf{B} versus \mathbf{H}. Esse laço indica que, para um mesmo valor de \mathbf{H}, o valor de \mathbf{B} depende de como o campo chegou a esse ponto.
Segundo a teoria de domínios magnéticos, um material ferromagnético se divide em pequenas regiões chamadas domínios, em que os momentos magnéticos atômicos estão alinhados de forma paralela. As fronteiras entre esses domínios são as paredes de domínio. A configuração de domínios minimiza a energia magnética total do cristal em ausência de campo externo.

Passo 3

Quando aplicamos um campo externo \mathbf{H}, as paredes de domínio deslocam-se, favorecendo o crescimento dos domínios alinhados com \mathbf{H} e aumentando a magnetização. No entanto, imperfeições cristalinas e impurezas atuam como sítios de pinçamento, oferecendo resistência ao movimento das paredes. Ao reduzir ou inverter \mathbf{H}, as paredes não retornam imediatamente à posição inicial, o que gera magnetização remanente e exige um campo inverso para desmagnetação completa.

Passo 4

O resultado desse processo é o ciclo de histerese, caracterizado por:
• Remanência magnética \mathbf{B}_r: valor de \mathbf{B} quando \mathbf{H}=0 após saturação.
• Campo coercitivo \mathbf{H}_c: valor de \mathbf{H} necessário para levar \mathbf{B} a zero.
A área interna ao laço no gráfico \mathbf{B} \mathbf{H} representa a energia dissipada por ciclo devido ao atrito das paredes de domínio contra defeitos.

Resposta

Histerese é o atraso na resposta magnética de um material ferromagnético, de modo que a sua magnetização ou indução \mathbf{B} depende do histórico do campo \mathbf{H}. Na teoria de domínios magnéticos, isso se deve ao movimento de paredes de domínio preso por imperfeições, criando remanência \mathbf{B}_r, coercividade \mathbf{H}_c e um laço \mathbf{B} \mathbf{H} cuja área indica as perdas de energia.

Exercícios de Livros Relacionados