¿Qué es el bucle de histéresis? Su importancia

El bucle de histéresis puede sonar como un término complicado y desconocido, pero en realidad es un concepto esencial en muchos campos de la ciencia y la tecnología. Desde la física hasta la ingeniería, entender cómo funciona el bucle de histéresis es clave para comprender fenómenos como la magnetización de materiales o el comportamiento de sistemas electrónicos. En este artículo, exploraremos qué es exactamente el bucle de histéresis, por qué es importante y cómo se aplica en diferentes áreas. ¡Prepárate para adentrarte en el fascinante mundo de este concepto intrigante!

Un bucle de histéresis es un gráfico en cuatro cuadrantes que muestra la relación entre la densidad de flujo magnético inducido B y la fuerza de magnetización H. A esta curva de bucle también la llamamos bucle BH. Es posible calcular la remanencia, el magnetismo residual, la fuerza coercitiva, la permeabilidad y la reluctancia del ciclo de histéresis (curva BH).

Al aplicar un campo magnético alterno al material, el material se magnetiza. La magnetización traza un bucle llamado bucle de histéresis. El bucle de histéresis es un gráfico BH de cuatro cuadrantes. Podemos encontrar la pérdida por histéresis, la retentividad y la fuerza coercitiva utilizando el bucle de histéresis.


Tomemos el material ferromagnético completamente desmagnetizado. El material ferromagnético completamente desmagnetizado tiene B=H=0. N número de vueltas de la bobina se enrolla en el material ferromagnético. La bobina recibe un suministro de CC. Una resistencia variable varía la corriente.

¿Qué es el bucle de histéresis? Su importancia

La fuerza de magnetización H es proporcional a la corriente y al número de vueltas.


H = NI/yo
Dónde,
N = Número de vueltas de la bobina
yo = Longitud efectiva de la bobina

La densidad de flujo magnético B siempre va a la zaga de la fuerza de magnetización H. Esta propiedad del material magnético se conoce como histéresis de un material magnético.

Fuerza coercitiva

La coercitividad es una medida de la capacidad del material ferromagnético para permanecer desmagnetizado bajo un campo magnético externo. La fuerza coercitiva es la fuerza opuesta que se debe aplicar al material magnetizado para desmagnetizarlo por completo. Con la aplicación de fuerza de magnetización negativa (-H), el flujo magnético residual se vuelve cero. Esta fuerza de magnetización negativa es igual a la fuerza coercitiva del material magnético.

Densidad de flujo residual

El material magnético tiene un cierto valor de flujo magnético por unidad de área cuando la fuerza de magnetización H es cero.

Retenibilidad Densidad de flujo

La retentividad es la capacidad del material magnético para retener una cierta cantidad de campo magnético después de eliminar la fuerza de magnetización después de alcanzar la saturación.

¿Qué es un bucle de histéresis?

Definición de histéresis

La histéresis es una propiedad de un material magnético y, por esta virtud, la densidad de flujo (B) de este material va a la zaga de la fuerza de magnetización (H).

El bucle de histéresis o curva BH del material magnético se muestra a continuación.

¿Qué es el bucle de histéresis? Su importancia
Paso 1:

El punto de origen (o) de la curva BH es donde se encuentran los ejes X e Y. En este punto la corriente I=0 y la densidad del campo magnético B=0.

Paso 2:

Cuando aumentamos la corriente de cero a un valor particular, se establece la fuerza de magnetización (H) y el campo magnético (B). El camino seguido por la curva BH es oa

Paso 3:

El punto ‘a’ se llama punto de saturación en la curva BH. En este punto, si aumentamos más la corriente, la densidad de flujo magnético no aumenta porque todos los polos magnéticos ya se han alineado perfectamente y no hay margen para una mayor magnetización del material magnético. En el punto ‘B’ la densidad de flujo es máxima (Bmetro) en la curva BH. Es el punto de saturación magnética.

Etapa 4:

Ahora, si disminuimos la corriente, la fuerza de magnetización (H) disminuye y, en consecuencia, la densidad de flujo magnético (B) disminuye. Sin embargo, la curva BH no sigue el camino anterior (oa). Sigue el camino ob camino.

Paso 5:

El punto ‘b’ indica que H=0 pero la densidad de flujo magnético tiene un valor positivo. Este retraso de B con respecto a H se denomina histéresis. El punto ‘b’ muestra que después de eliminar la corriente, el material magnético tiene densidad de flujo magnético (B) y su magnitud es igual a ob. El flujo residual ob se debe a la remanencia del material magnético.

Paso 6:

Si se invierte la dirección de la corriente, se invierte la dirección de la fuerza de magnetización. Cuando la corriente aumenta en la dirección inversa, la fuerza de magnetización (-Hc) primero reduce el flujo residual (Br) a cero y se denomina fuerza coercitiva.

Paso 7:

Con un aumento en la corriente en la dirección negativa, la fuerza de magnetización aumenta en la dirección negativa y la densidad de flujo magnético (B) también aumenta en la dirección negativa. La curva BH sigue el camino cf. La densidad de flujo magnético no aumenta más allá del punto f se llama punto de saturación en la dirección inversa. En el punto f, B y H alcanzan su valor máximo en la dirección inversa.

Paso 8:

Con una disminución de la corriente en la dirección negativa, la curva BH sigue el camino fg y la fuerza de magnetización alcanza el valor cero cuando la corriente es cero pero el material magnético tiene la densidad de flujo magnético residual (-Br). El oe es el flujo residual en la dirección inversa.

Paso 9:

Si se invierte de nuevo la dirección de H invirtiendo la corriente, el magnetismo residual (-Br) se reduce a cero en el punto d siguiendo la trayectoria gd. Si la corriente aumenta, la curva BH sigue el camino da.
Así, el camino abcfgda forma un bucle de histéresis.

Importancia del bucle de histéresis

  1. Una pequeña área del ciclo de histéresis significa menos pérdida de histéresis.
  2. El magnetismo residual, la retentividad y la coercitividad se pueden calcular con un bucle de histéresis.

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