5- Utilizando-se um gráfico B \times H, 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 B\times H, 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 B(H).

Passo 2

Histerese é o fenômeno em que a indução magnética B não acompanha instantaneamente o campo aplicado H, formando um laço fechado quando H varia ciclicamente. Isso acontece porque os domínios magnéticos internos levam energia para se reorganizar. Num ciclo típico começando em H=0, ao aumentar H até saturação e depois reduzir H para valores negativos e voltar a positivo, a curva B(H) fecha num “loop” cuja área representa a energia dissipada por ciclo.
Dois pontos-chave no ciclo de histerese são:
– Campo remanescente \!B_{r}: é o valor de B que sobra quando voltamos H a zero após termos saturado o material; indica o grau de magnetização retida.
– Campo coercitivo \!H_{c}: é o valor de H (em sentido contrário) que devemos aplicar para levar B de volta a zero; mede a resistência do material à desmagnetização.

Passo 3

No mesmo plano B vertical e H horizontal, esboçamos dois loops:
(1) Material magneticamente mole: laço estreito e fino, com \!H_{c} pequeno e permeabilidade elevada; tem baixo resíduo magnético e se desmagnetiza facilmente.
(2) Material magneticamente duro: laço largo e “grosso”, com \!H_{c} grande e \!B_{r} alto; retém magnetização e resiste à desmagnetização.
Exemplo esquemático:
\begin{array}{c} \text{Material mole:} \\[-2pt] \includegraphics[scale=0.5]{loop_mole_schematic.png} \end{array} \quad\quad \begin{array}{c} \text{Material duro:} \\[-2pt] \includegraphics[scale=0.5]{loop_duro_schematic.png} \end{array}
(Em contexto sem imagem, imagine o loop mole bem estreito centrado em H=0 e o loop duro mais largo cobrindo uma faixa maior de H.)]

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 ( \!\!H_{c} e área de loop pequenos).
  • No material duro, defeitos cristalinos e tratamentos térmicos “travalam” os domínios, elevando \!H_{c}, \!B_{r} e a área do loop, o que é desejável em ímãs permanentes.

Resposta

Histerese é o atraso de B em relação a H, formando um laço cujo tamanho indica perda de energia. O campo remanescente \!B_{r} é a indução que permanece em H=0. O campo coercitivo \!H_{c} é o campo negativo necessário para anular essa indução. Num gráfico B\times H, materiais moles têm loop estreito (baixo \!H_{c}, \!B_{r} pequeno), enquanto materiais duros têm loop largo (alto \!H_{c}, \!B_{r} grande).

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