Medición del ciclo de histéresis de un ferromagneto

 Medición del ciclo de histéresis de un ferromagneto

Josué A. Alvizo Ramírez

Ana P. Lucero Araujo.,

Alan E. Martínez Hernández.,

Laboratorio de física experimental ll. Universidad Autónoma de San Luis Potosí.

San Luis Potosí. S.L.P., México

“En este proyecto se midió el ciclo de histéresis de un material ferromagnético al exponerlo a una inducción magnética B provocada por un generador de corriente GW de 18V, y así registrar en una gráfica los cambios en la intensidad del campo magnético H.”

“In this project the hysteresis cycle of a feromagnetic material was measured by exposing it to a magnetic induction B caused by an 18V GW current generator, and thus recording in a graph the changes in the magnetic field strength H."

Descriptores:  ferromagneto, generador de corriente, campo magnético, curva de histéresis,  corriente eléctrica, saturación magnética.

1. Introducción

Los medios magnéticos se clasifican con respecto a la reacción que se obtenga al exponer los materiales a campos externos.

Los materiales que se oponen a los cambios de flujo magnético producido por un campo exterior debido a que tienen un valor de susceptibilidad magnética negativo, se conocen como diamagnéticos; mientras que cuando el material posee una susceptibilidad magnética positiva, se les llama paramagnéticos.

Sin embargo, nos enfocaremos en un grupo de materiales caracterizados por poseer una elevada susceptibilidad magnética y una memoria de su propia situación magnética previa, mejor conocidos como ferromagnéticos.

Para magnetizar estos materiales debemos exponerlos a un campo magnético, que es un campo vectorial que representa matemáticamente a una corriente eléctrica, ya que el campo magnético es producido por cualquier carga eléctrica debido a los movimientos de los electrones.

La inducción magnética que se le aplica al material es conocida como B y la excitación magnética producida es denominada como H.

El material al verse bajo los efectos B se magnetizará como se dijo previamente, por lo que podemos graficar este procedimiento como H en función de B.

En la figura 1 podemos ver cómo va incrementando H pero llega a un punto donde se vuelve una constante. A este fenómeno se le conoce como saturación.

[pic 1]figura 1

Cuando un material alcanza la saturación su permeabilidad magnética es prácticamente unitaria.

Por ello, al someter al material a un campo magnético producido tanto por cargas positivas, como por cargas negativas, obtenemos lo siguiente:

[pic 2]

Este tipo de curva es mejor conocido como “curva de histéresis”, nos demuestra gráficamente como un material ferromagnético alcanza la saturación tanto cuando B es positiva, como negativa.

Otra cosa que logra destacarse de la gráfica es como, tras alcanzar la saturación, el material permanece ya magnetizado y cuando B vuelve a ser 0, H no vuelve a ser 0 como al inicio, al contrario, H tiene un valor.

El ciclo de histéresis nos ayuda a graficar todos los estados por los que pasa un material ferromagnético en un ciclo de trabajo.

1. Montaje Experimental.

Para registrar el ciclo de histéresis de las diferentes muestras ferromagnéticas conectamos el kit para medir la curva de histéresis 2B (Fig. 1) a un generador de corriente GW de 18V (Fig. 2) usando cables de corriente.

[pic 3]

Figura 1

[pic 4]

Figura 2

Para facilitar la lectura de la curva de histéresis, utilizamos el software Capstone que grafico la densidad de campo magnético en función a la corriente eléctrica.  

Se conectaron dos sensores a la computadora por medio de una interfaz Pasco ScienceWorkshop 750 (Fig.3), un sensor de campo magnético y otro sensor de corriente eléctrica ambos de la marca Pasco (Fig. 4). De esta forma se calibra el software para que reciba datos de ambos sensores y trace la relación campo magnético- corriente eléctrica.

[pic 5]

Figura 3

Se conecto el sensor de corriente eléctrica a la fuente de voltaje para poder registrar la intensidad de corriente y, a su vez, se montó el sensor de campo magnético en el soporte dedicado a este en el kit para medir la curva de histéresis.

[pic 6]

Figura 4

Una vez montado todo el equipo se realizaron mediciones con tres muestras diferentes a cada una de las tres se les aplico una intensidad de corriente de -1.45A a 1.45A completando varios ciclos

1. Resultados

Debido a que el sensor de corriente no registraba datos de -1.45A a -1.0A y de 1.0A a 1.45A las cifras entre esos rangos fueron registradas de manera manual.

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