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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
CICLO DE HISTÉRESIS
José Manuel Alarcón,Miguel Albaladejo
Contenidos
Introducción
Preámbulo teóricoFerromagnetismoHistéresis
Sistema experimental
Resultados y análisis
Conclusiones
Referencias
Contenidos
Introducción
Preámbulo teórico
Sistema experimental
Resultados y análisis
Conclusiones
Referencias
CICLO DE HISTÉRESIS
José Manuel Alarcón,Miguel Albaladejo
Contenidos
Introducción
Preámbulo teóricoFerromagnetismoHistéresis
Sistema experimental
Resultados y análisis
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.
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Resultados y análisis
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.
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José Manuel Alarcón,Miguel Albaladejo
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Preámbulo teóricoFerromagnetismoHistéresis
Sistema experimental
Resultados y análisis
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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.
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Preámbulo teóricoFerromagnetismoHistéresis
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Resultados y análisis
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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.
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José Manuel Alarcón,Miguel Albaladejo
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Introducción
Preámbulo teóricoFerromagnetismoHistéresis
Sistema experimental
Resultados y análisis
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.
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José Manuel Alarcón,Miguel Albaladejo
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Introducción
Preámbulo teóricoFerromagnetismoHistéresis
Sistema experimental
Resultados y análisis
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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Preámbulo teóricoFerromagnetismoHistéresis
Sistema experimental
Resultados y análisis
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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Preámbulo teóricoFerromagnetismoHistéresis
Sistema experimental
Resultados y análisis
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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Histéresis
6
-
B
HO
6
c
r
Br: remanenciaHc: fuerza coercitiva
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Primera imanación
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¿Qué queremos caracterizar?
Núcleos de hierro ⇒ sobre bobinas del circuito
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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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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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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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Sistema experimental
Resultados y análisis
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Circuito con teslámetro
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Resultados y análisis
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Curvas de primera imanación: Hierroplateado
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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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Curvas de primera imanación: Hierroazul
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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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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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Efecto del gap (hueco): CON gap
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Efecto del gap (hueco): SIN gap
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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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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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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