O que é histerese?

No núcleo de qualquer eletroímã, depois que a corrente é desligada, uma parte das propriedades magnéticas, chamada magnetismo residual, é sempre preservada. A magnitude do magnetismo residual depende das propriedades do material do núcleo e atinge um valor maior para o aço endurecido e menor para o ferro macio.

No entanto, por mais macio que seja o ferro, o magnetismo residual ainda terá algum efeito se, de acordo com as condições de operação do dispositivo, for necessário magnetizar seu núcleo, ou seja, desmagnetizar a zero e magnetizar na direção oposta.

De fato, a cada mudança no sentido da corrente na bobina do eletroímã, é necessário (devido à presença de magnetismo residual no núcleo) primeiro desmagnetizar o núcleo, para só então poder magnetizá-lo em um novo direção. Isso exigiria algum fluxo magnético na direção oposta.

Em outras palavras, a mudança na magnetização do núcleo (indução magnética) sempre fica atrás das mudanças correspondentes no fluxo magnético (Força do campo magnético), criado pela bobina.

Esse atraso da indução magnética da força do campo magnético é chamado de histerese... A cada nova magnetização do núcleo, para destruir seu magnetismo residual, é necessário atuar no núcleo com um fluxo magnético no sentido oposto direção.

Na prática, isso significará gastar parte da energia elétrica para vencer a força coercitiva, que dificulta a rotação dos ímãs moleculares para uma nova posição. A energia gasta com isso é liberada no ferro na forma de calor e representa perdas por reversão de magnetização ou, como é chamada, perda por histerese.

Com base no exposto, o ferro submetido à reversão contínua da magnetização em um determinado dispositivo (núcleos de armadura de geradores e motores elétricos, núcleos de transformadores) deve sempre ser selecionado macio, com uma força coercitiva muito pequena. Isso permite reduzir as perdas por histerese e, assim, aumentar a eficiência de uma máquina ou aparelho elétrico.

Ciclo de histerese

Loop de histerese - uma curva que descreve o curso da dependência da magnetização da força do campo externo. Quanto maior a área do loop, mais trabalho você terá que fazer para reverter a magnetização.

Imaginemos um eletroímã simples com núcleo de ferro. Vamos executá-lo em um ciclo completo de magnetização, para o qual alteraremos a corrente de magnetização de zero para o valor Ω nas direções do papel de parede.

Momento inicial: a corrente é zero, o ferro não está magnetizado, a indução magnética B = 0.

1ª parte: magnetização alterando a corrente de 0 para um valor de — + Ω.A indução no núcleo de ferro aumentará primeiro rapidamente, depois mais lentamente. No final da operação, no ponto A, o ferro está tão saturado de linhas de força magnética que aumentar ainda mais a corrente (over + OM) pode dar os resultados mais insignificantes, portanto a operação de magnetização pode ser considerada concluída.

A magnetização até a saturação significa que os ímãs moleculares no núcleo, que no início do processo de magnetização estavam em um estado completo e depois apenas em desordem parcial, estão quase todos agora dispostos em fileiras ordenadas, pólos norte de um lado, pólos sul do outro. o outro, por que agora temos polaridade norte em uma extremidade do núcleo e sul na outra?

2ª parte: enfraquecimento do magnetismo devido à redução da corrente de + OM para 0 e completa desmagnetização na corrente - OD. A indução magnética mudando ao longo da curva AC atingirá o valor de OC, enquanto a corrente já será zero. Essa indução magnética é chamada de magnetismo residual ou indução magnética residual. Para destruir, portanto, a desmagnetização completa, é necessário dar uma corrente reversa ao eletroímã e trazê-lo para um valor correspondente à ordenada OD no desenho.

3ª parte: magnetização reversa mudando a corrente de — OD para — OM1. A indução magnética aumentando ao longo da curva DE atingirá o ponto E correspondente ao momento de saturação.

4ª parte: enfraquecimento do magnetismo pela redução gradual da corrente de - OM1, a zero (magnetismo residual OF) e posterior desmagnetização, alterando a direção da corrente e trazendo-a para o valor + OH.

Quinta parte: magnetização correspondente ao processo da primeira parte, levando a indução magnética de zero a + MA, alterando a corrente de + OH para + OM.

NSQuando a corrente de desmagnetização diminui para zero, nem todos os ímãs elementares ou moleculares retornam ao seu estado desordenado anterior, mas alguns deles mantêm sua posição correspondente à última direção de magnetização. Esse fenômeno de atraso ou retenção do magnetismo é chamado de histerese.