5- Utilizando-se um gráfico
, explique o que é histerese, campo coercitivo e campo remanescente. Esboce comparativamente um ciclo de histerese para um material magneticamente mole e outro material magneticamente duro. Explique.
Passo 1
O enunciado pede para, em um mesmo gráfico
, explicar o que são histerese, campo coercitivo e campo remanescente, e ainda esboçar comparativamente o ciclo de histerese de um material magneticamente mole e de um material magneticamente duro. O conteúdo aqui é magnetismo em materiais ferromagnéticos, mais precisamente curva de histerese
.
Passo 2
Histerese é o fenômeno em que a indução magnética
não acompanha instantaneamente o campo aplicado
, formando um laço fechado quando
varia ciclicamente. Isso acontece porque os domínios magnéticos internos levam energia para se reorganizar. Num ciclo típico começando em
, ao aumentar
até saturação e depois reduzir
para valores negativos e voltar a positivo, a curva
fecha num “loop” cuja área representa a energia dissipada por ciclo.
Dois pontos-chave no ciclo de histerese são:
– Campo remanescente : é o valor de
que sobra quando voltamos
a zero após termos saturado o material; indica o grau de magnetização retida.
– Campo coercitivo : é o valor de
(em sentido contrário) que devemos aplicar para levar
de volta a zero; mede a resistência do material à desmagnetização.
– Campo remanescente
– Campo coercitivo
Passo 3
No mesmo plano
vertical e
horizontal, esboçamos dois loops:
(1) Material magneticamente mole: laço estreito e fino, com pequeno e permeabilidade elevada; tem baixo resíduo magnético e se desmagnetiza facilmente.
(2) Material magneticamente duro: laço largo e “grosso”, com grande e
alto; retém magnetização e resiste à desmagnetização.
(1) Material magneticamente mole: laço estreito e fino, com
(2) Material magneticamente duro: laço largo e “grosso”, com
Exemplo esquemático:
(Em contexto sem imagem, imagine o loop mole bem estreito centrado em
e o loop duro mais largo cobrindo uma faixa maior de
.)]
Passo 4
A principal causa dessa diferença é a facilidade de realinhamento dos domínios magnéticos:
- No material mole, menos impurezas e menor anisotropia cristalina permitem que os domínios girem e reajam rápido, gerando baixa histerese (
e área de loop pequenos). - No material duro, defeitos cristalinos e tratamentos térmicos “travalam” os domínios, elevando
, e a área do loop, o que é desejável em ímãs permanentes.
Resposta
Histerese é o atraso de
em relação a
, formando um laço cujo tamanho indica perda de energia. O campo remanescente
é a indução que permanece em
. O campo coercitivo
é o campo negativo necessário para anular essa indução. Num gráfico
, materiais moles têm loop estreito (baixo
,
pequeno), enquanto materiais duros têm loop largo (alto
,
grande).