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CICLO DE HISTÉRESIS

José Manuel Alarcón,Miguel Albaladejo

Contenidos

Introducción

Preámbulo teóricoFerromagnetismoHistéresis

Sistema experimental

Resultados y análisis

Conclusiones

Referencias

Ciclo de Histéresis

José Manuel Alarcón Miguel Albaladejo

Laboratorio de Electromagnetismo, Universidad de Murcia

Presentado el 7 de Junio 2004



Contenidos

Introducción




Conclusiones

Referencias

Contenidos

Introducción

Preámbulo teórico



Conclusiones

Referencias



Contenidos

Introducción




Conclusiones

Referencias

Introducción

υστ ερησις, retraso, quedar atrás

Fenómeno magnético producido por la nolinealidad entre el campo magnético B y laexcitación magnética H.Se produce en materiales ferromagnéticos.Permeabilidad magnética altamente variable.Magnetización M permanente o, al menos,duradera.



Contenidos

Introducción




Conclusiones

Referencias

Introducción

υστ ερησις, retraso, quedar atrásFenómeno magnético producido por la nolinealidad entre el campo magnético B y laexcitación magnética H.

Se produce en materiales ferromagnéticos.Permeabilidad magnética altamente variable.Magnetización M permanente o, al menos,duradera.



Contenidos

Introducción




Conclusiones

Referencias

Introducción

υστ ερησις, retraso, quedar atrásFenómeno magnético producido por la nolinealidad entre el campo magnético B y laexcitación magnética H.Se produce en materiales ferromagnéticos.

Permeabilidad magnética altamente variable.Magnetización M permanente o, al menos,duradera.



Contenidos

Introducción




Conclusiones

Referencias

Introducción

υστ ερησις, retraso, quedar atrásFenómeno magnético producido por la nolinealidad entre el campo magnético B y laexcitación magnética H.Se produce en materiales ferromagnéticos.Permeabilidad magnética altamente variable.

Magnetización M permanente o, al menos,duradera.



Contenidos

Introducción




Conclusiones

Referencias

Introducción

υστ ερησις, retraso, quedar atrásFenómeno magnético producido por la nolinealidad entre el campo magnético B y laexcitación magnética H.Se produce en materiales ferromagnéticos.Permeabilidad magnética altamente variable.Magnetización M permanente o, al menos,duradera.



Contenidos

Introducción




Conclusiones

Referencias

Paramagnetismo, Diamagnetismo yFerromagnetismo

Relación general (definición)

H = 1µ0

B−M⇒ B = µ0 (H + M)

Materiales paramagnéticos, diamagnéticos

M = χMH ⇒ B = µH con µ = µ0 (1 + χM )

Materiales ferromagnéticos

M 6= χMH ⇒ B = µ(H)H luego µ(H) = BH



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Introducción




Conclusiones

Referencias

Histéresis

6

-

B

HO

6

c

r

Br: remanenciaHc: fuerza coercitiva



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Introducción




Conclusiones

Referencias

Primera imanación



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Introducción




Conclusiones

Referencias

¿Qué queremos caracterizar?

Núcleos de hierro ⇒ sobre bobinas del circuito



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Introducción




Conclusiones

Referencias

Caracterización experimental

Caracterizar los núcleos de hierro ⇒ medir B y HUsamos dos tipos de circuitos para medir la histéresis:Punto a punto – Teslámetro – Corriente continua

Teslámetro (mide B) ⇒ Introducir sonda Hall ⇒aparece un gap (hueco)Es largo y tediosoPermite medir curva de primera imanación

Circuito integrador – Osciloscopio – Corriente alterna

No hace falta sonda Hall ⇒ no hay gapEs rápido y directoNo se puede medir la curva de primera imanación



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Introducción




Conclusiones

Referencias

Ciclo de histéresis punto a punto conteslámetro

0−23 V

4 Ω

Teslámetro

Vr

mT

600 600* q

* 8,32i

H =(

N

Lt

) (Vr

r

)



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Introducción




Conclusiones

Referencias

Ciclo de histéresis con circuitointegrador y osciloscopio

+

600 6001

ip

Osciloscopio

is

++

6,8 µF

110 Ω

Np Ns

110 kΩ

Y X

H =(

N

Lt

) (Vr

r

)

Vc =NsA

RCB



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Introducción




Conclusiones

Referencias

Circuito con teslámetro



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Introducción




Conclusiones

Referencias

Curvas de primera imanación: Hierroplateado



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Introducción




Conclusiones

Referencias

Análisis primera imanación núcleoplateado

El material se imana muy rápidamente hasta unvalor de H de 2000 A/m ⇒ cociente µ/µ0

No llega a la saturación, aunque se puedevisualizar una tendencia de decrecimiento suave



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Conclusiones

Referencias

Curvas de primera imanación: Hierroazul



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Introducción




Conclusiones

Referencias

Análisis primera imanación núcleoazul

El núcleo azul no responde tan rápidamente alcampo imanante aunque está más próximo a lasaturación que el nucleo plateado.Permeabilidad, para esa primera zona, menor quela del núcleo plateado.



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Introducción




Conclusiones

Referencias

Comparación de ambos núcleos

Más imanaciónTeniendo en cuenta que han sido sometidos al mismocampo H, se produce más imanación para el núcleoplateado que para el azul.

Más unidades imanablesAsí pues, el núcleo plateado posee más unidades imana-bles que el núcleo azul.



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Introducción




Conclusiones

Referencias

Efecto del gap (hueco): CON gap



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Introducción




Conclusiones

Referencias

Efecto del gap (hueco): SIN gap



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Introducción




Conclusiones

Referencias

Conclusiones

Aumento de flujo magnético

Núcleo plateado es mucho mejor para aumentar el flujomagnético de un circuito de corriente ⇒ Elevada per-meabilidad magnética en comparación con el azul

Uso como Imán permanente

Núcleo plateado también es mejor para utilizarlo comoimán permanente. Pero esto es debido a que su rema-nencia es mas elevada

Ejemplo ⇒ Construir un electroimán

Sería mejor hacerlo con el núcleo plateado que con elazul, porque necesitaría de una menor excitación magné-tica (y por lo tanto aportar menos trabajo) para producirun campo magnético dado



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Introducción




Conclusiones

Referencias

Conclusión final

Conclusión finalLo importante es que con el ciclo de histéresis podemossaber que material nos conviene más a la hora de realizaruna aplicación determinada



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Introducción




Conclusiones

Referencias

Referencias

Reitz, J.R. et al., Fundamentos de la TeoríaElectromagnética, Addison-Wesley, 1996

Kraus, J.D., Electromagnetismo, McGraw-Hill,1986

Zahn, M., Electromagnetic Field Theory, Wiley,1979.

Jackson, J.D., Classical Electrodynamics, Wiley,1962

Neff, H.P., Introductory Electromagnetics, Wiley,1991

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