iman y clavo

[Breogan]

Re: iman y clavo

Hola:

Son muchas preguntas las que haces, espero poder responderte alguna:

1) El dibujo que modifique del iman y el material desmagnetizado esta bien?

A primera vista es aceptable.

2) Cuando un material ferromagnetico desmagnetizado se somente a la presencia de un campo magnetico externo , como por ejemplo un iman (solo preencia! no hablo ni de frotamiento ni de tocarlo ) como sabemos el mismo se magnetiza, pero al retirar el iman permanente el material que antes era virgen ahora queda magnetizado si o si? o sea esto ocurre SIEMPRE o depende de la potencia del iman permanente es que se puede lograr magnetizarlo o no.

Después de mi ultimo post y el de arisvam investigue un poco mas, y a fuerza de ser sincero, ambos teníamos algo de razón, la curva de magnetización de un material ferromagnetico tiene tres zonas, te paso un dibujo que encontré:



El material ferromagnético se va a magnetizar siempre que el campo H que se le aplica sea suficiente como para salir de la zona reversible (que se muestra en el gráfico). Evidentemente la intensidad del campo H aplicado al material va a depender de la intensidad de la fuente del campo y la distancia entre la fuente y el material.

3) Eso que me habias dicho Arivasm que sino se alcanza el punto b se vuelve al estodo de virgen entonces no es cierto?

No, no es cierto, con matices. Antes de llegar a la saturacion esta la zona de irreversibilidad, como se ve en el gráfico, a partir de entrar a esta zona se produce el fenómeno de histeresis y magnetización del material.

4) Si dicen que un material ferromagnetico sometido a un iman permanente siempre quedara magnetizado , entonces cuando atraigo un clavo con un iman luego saco el iman y el clavo se transforma en un iman? en la practica esto no me pareciera que es asi.....

Depende de la intensidad del iman, las razones son las argumentadas previamente sobre alcanzar la zona de irreversibilidad.

5) Con respecto a la curva de histeresis por ejemplo en un apunte dice : " Pariendo de un material vierten cuando aumenta el campo H se sigue la curva inicial de imanacion . Para valores de H suficientemente elevados el material se satura "
O sea no pasa entonces esto de que se requiere un valor de H tal que sea el de saturacion del material para poder lograr que se forme el iman y por ende que se cree la curva de histeresis?

Como te mencione en otro post la saturacion se produce cuando el campo magnético B deja de crecer significativamente aunque el campo H lo siga haciendo. La histeresis se empieza a notar cuando entras en la zona irreversible de la curva de magnetizacion.

6) Tampoco entiendo el porque una vez que ya tengo un iman y por ende una cura de histeresis asociada, al someter el iman nuevamente a un campo externo H que es lo que ocurre? a mi me pareciera que lo que ocurre es que se ira recorriendo la curva de histeresis o sea va a ir cambiando el valor de M acorde los distintos valores de H de la curva ya existente es asi? o se crea una nueva curva de histeresis? si es esto ultimo porque?

Creo que este punto en particular te lo esta explicando arivasm en otro hilo, por ahora no me voy a inmiscuir.

Solo te voy a decir que esa parte es quizás lo mas importante del fenómeno ya que la respuesta del material al campo H aplicado no solo va a depender de este, sino que también dependerá de la historia previa del material. La rama de la curva de histeresis (superior o inferior) que para un mismo campo H te da el campo magnetico B va a depender de la historia previa.

Te dejo otro grafico donde se muestra el ciclo de histeresis y los dominios magneticos.



Suerte

PD: los gráficos son de un apunte de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Exactas de la Universidad Favaloro

[LauraLopez]

Re: iman y clavo

Muchas gracias Breogan me estas ayudando mucho! antes que anda quiero decirte que al igual que ocurrio antes esos archivos que adjuntas con un link les hago click pero no puedo verlos....

Dame un ratito que leo todo mas detalladamente y te vuelvo a escribir en este post las nuevas dudas que por suerte ya son menos jaja

[Breogan]

Re: iman y clavo

Hola:

Inserto nuevamente el archivo que no podes ver, espero que salga.



Suerte

[LauraLopez]

Re: iman y clavo

Bueno voy a tratar de concentrar todas las dudas aca ya que en todos los hilos en definitiva voy plantenado las mismas dudas :

1) Ahora me quedo claro que dado un material ferromagnetico virgen se le aplica un campo externo entonces puede ocirrir que :
Luego de retirado el campo externo el mismo quede magnetizado o no. Si el campo H es chico nos moveremos en la zona reversible con lo cual el material vuelve a su estado virgen.
Otro caso es que H es suficientemente grande como para que se llegue a la zona irreversible con lo cual al retirar el campo externo el material que era virgen ahora queda magnetizado ( o sea se transformo en un iman ) y se forma la curva de histeresis
Y la tercer opcion es que H sea tan grande como para llegar a la zona de saturacion.

Con llegar a la zona irreversible ya alcanza para que el material se magnetice y se forme el iman no? o sea NO es necesario llegar a la zona de saturacion para formar la curva de histeresis , esto que digo esta bien?
Llegar a la zona de saturacion seria lo mismo que estar en la zona irreversible solo que llevado al caso extremo no?

Creo que lo que digo esta bien , solo es para asegurarme que te entendi

2) Aca es donde creo tener el mayor problema y es lo mas importante, ahora consideramos un material ferromagnetico magnetizado o sea un iman, con lo cual ya tiene asociada una curva de histeresis:

Aca tengo 2 casos:

a) que el iman este en la zona de irreverisble
b) que esta en la zona saturada


Luego lo que hacemos es someter a ese iman nuevamente a un campo externo H.

Si estamos en el caso (a):

Entonces lo que ocurrira es que se partira recorriendo la curva de histeresis que el iman tenia a medida que se aumenta el campo H no? o sea aca es donde se usa su "memoria" . Una vez que lleguemos al extremo de la curva de histeresis si H continua aumentando lo que ocurre es que sigue avanzando la magnetizacion M , luego al retirar el campo externo ocurrira que la curva empieza a decaer con una forma distinta a la anterior o sea se forma una nueva curva de histeresis ( la primera parte era igual que la anterior y esta segunda parte es el nuevo tramo de la cuerva de histeresis )

Si estamos en el caso (b) :

Igual que antes se comienza recorriendo la curva de histeresis que tenia el iman (historia magnetica) y el campo H no puede ser mayor que el extremo de la curva de histeresis que ya tenia el iman porque el mismo ya estaba en situacion de saturacion con lo cual si se llega a ese extremo la cuerva quedara igual, y si es menor ocurrira algo analogo a lo que paso en el caso (a) se formara una nueva curva de histeresis.

Bueno como veras mas que dudas estoy esperando una confirmacion sobre lo que digo que en realidad es repetir lo que vos dijiste pero tratando de explicarlo yo para ver si lo entiendo.....mil gracias por la paciencia y espero que si dije algo mal o tenes algo para agregar me lo digas

Saludos

- - - Actualizado - - -

PD : el archivo adjunto sigo sin poder verlo , al hacer click me dice :

El Archivo adjunto especificado no es válido. Si has seguido un enlace válido, por favor notifica a laadministración

[arivasm]

Re: iman y clavo

Breogán: yo también confirmo que el link no funciona.

Entiendo que ciertamente no es necesario llegar a la zona de saturación para que el material adquiera imanación permanente. Aclararé que ése era un error de concepto mío, que seguramente dejé por algún post!

Para el caso b) el campo H aplicado puede ser todo lo grande que se quiera. Si he entendido bien, la nueva curva de histéresis será prácticamente idéntica a la original.

[LauraLopez]

Re: iman y clavo

todo lo que dije a excepcion del caso b decis que esta bien? COn respecto al caso b si estoy en la situacion de saturacion no seria que ya forma la mas grande curva de histeresis que se podria formar? o sea la que encierra la mayor area posible. Dijimos que hay infinitas curvas de histeresis pero una de ellas seria la mas grande de todas que la misma es la que corresponde con la situacion de saturacion no? De la forma que lo pensas vos seria como que siempre es posible encontrar una curva mas grande haciendo a H mas grande tal vez sea asi como decis.....

[Breogan]

Re: iman y clavo

Hola:

En cualquier caso, el a o el b, si no superas el campo magnético B que corresponde al punto extremo de la curva, permaneces en la misma curva de histeresis.
Evidentemente en el caso b (curva de histeresis en saturacion, curva maxima) nunca podes superar este valor, así que una vez que llegues a este estado de magnetización del material no vas a poder salir de esa curva de histeresis, salvo que como dijo arivasm lo calientes a la temperatura de Curie.

Una aclaración tanto en el caso a como en el b, nunca por medio de la aplicación de un campo H vas a desplazarte a una curva de histeresis interior a la ya lograda (no es posible la desmagnetizacion del material por este método)

Después te pongo una respuesta mas detallada, si puedo con gráficos, ya que el concepto de histeresis es muy importante en ingeniería.

Vuelvo a poner el archivo que no salio, la 3º es la vencida.



Suerte

[LauraLopez]

Re: iman y clavo

Gracias! entonces una vez lograda la curva de histeresis en la zona de saturacion al volver a exponer ese iman a un campo externo no voy a poder cambiar su curva de histeresis, ya que una mayor no existe y una menor no se puede lograr.
Entonces yo habia dicho mal porque dije que si el campo B es menor se pasa a una curva de histeresis menor, pero esto no ocurre como vos me dijiste.

Con respecto al grafico ese se ve que en el punto 4 se tiene una magnetizacion cero al aplicar un campo H en sentido contrario.....entonces de alguna forma estoy logrando volver el material "momentaneamente" a un estado de material virgen? como es esto posible? no sera que esto era imposible? Entiendo que igualmente al retirar el campo H ( o sea H=0) el material quedara magnetizado pero igualmente sucede que dado un iman le aplico un campo H y puedo lograr que el mismo tenga magnetizacion nula o sea dejar de ser iman.....

[Breogan]

Re: iman y clavo

Hola:

Te voy a ir colgando en este post distintos dibujos, que representan distintos ciclos de trabajo de un material ferromagnetico. Despues los comentamos.



Empiezo por el mas fácil (y repetido je je!!), la figura 1 es la curva de magnetización del material que es simétrica respecto del origen. En esta están marcadas las tres zonas en que se divide dicha curva, zona reversible, zona irreversible, y zona de saturacion.
La figura 2 es la misma curva ampliada, nos concentramos en la zona reversible cuyos valores limites son (Hi ; -Hi) y (Bi ; -Bi).

Si incrementamos el campo H desde cero hasta un valor H1<Hi (flecha roja) seguiremos el camino marcado con rojo en la curva de magnetización hasta llegar al punto 1, cuando H llegue a H1; si ahora disminuimos el campo H (flecha verde) hasta llegar a cero seguiremos el camino inverso (marcado con verde sobre la curva de mag.) hasta llegar nuevamente al origen de coordenadas.
En la figura 3 se sigue el mismo procedimiento para excursiones negativas de H, tal que cumpla que -H1 > -Hi.

En definitiva mientras no salgas de la zona reversible (Hi ; -Hi) no existirá magnetización del material lo polarices las veces que quieras.

Mañana coloco la 2º parte.

Suerte

PD:

Gracias! entonces una vez lograda la curva de histeresis en la zona de saturacion al volver a exponer ese iman a un campo externo no voy a poder cambiar su curva de histeresis, ya que una mayor no existe y una menor no se puede lograr.

Correcto.

Con respecto al grafico ese se ve que en el punto 4 se tiene una magnetizacion cero al aplicar un campo H en sentido contrario.....entonces de alguna forma estoy logrando volver el material "momentaneamente" a un estado de material virgen? como es esto posible? no sera que esto era imposible? Entiendo que igualmente al retirar el campo H ( o sea H=0) el material quedara magnetizado pero igualmente sucede que dado un iman le aplico un campo H y puedo lograr que el mismo tenga magnetizacion nula o sea dejar de ser iman.....

No tengo ese dibujo a la vista, pero pensa que el campo magnetigo B es igual a la suma vectorial del campo H con el vector magnetizacion, es decir que si H es de igual modulo que M pero de sentido contrario el campo magnetico B sera cero (mientras H este aplicado), pero no abandonas la curva de histeresis de forma que cuando H se hace nulo volves por la curva de histeresis para arriba.

A medida que ponga los dibujos espero que quede mas claro, y lo charlamos.

Suerte

Para el siguiente punto el gráfico lo tuve que dividir en dos por que no entraba todo. Todos los gráficos corresponden al mismo material sometido a distintos campos H sucesivamente, es decir que la condición inicial de un gráfico es la condición final del gráfico anterior.



En la figura 1 partimos de un material virgen al que le aplicamos un campo H, que va desde cero hasta H1 > Hi (indicado por la flecha roja).
La curva seguida es la mostrada con rojo en el gráfico H-B que coincide con la curva de magnetización del material. Cuando llegamos al punto 1, ya dentro de la zona de irreversibilidad, empezamos a disminuir el campo H hasta llegar a cero (flecha verde) y en la gráfica se sigue la curva verde hasta llegar al punto 2, donde pese a no haber campo H aplicado existe un campo B en el material que se llama campo residual (Br).

En la figura 2 (ampliación de la zona de interés de la figura 1), para el mismo material ya magnetizado al final de la figura 1. Ahora aplicamos un campo H de sentido contrario al anterior (flecha roja) sin llegar al valor -H1 (punto 5), de tal modo que seguimos la curva roja sobre el gráfico partiendo del punto 2 pasando por el punto 3 y llegando al punto 4 en donde empezamos a disminuir el campo H aplicado (flecha verde) hasta llegar a un valor nulo. El camino seguido en este caso sobre el grafico esta marcado con verde, y parte del punto 4, pasa por el punto 3, y termina en el punto 2, que es de donde partimos.

La la figura 3 corresponde al mismo proceso que en la figura anterior, pero en este caso el campo H aplicado llega a tener exactamente el valor -H1. Ahora cuando se disminuye el campo aplicado (flecha verde) hasta anularlo por completo, se sigue el camino verde que va desde el punto 5 al punto 6, en este ultimo punto aunque no hay campo H aplicado existe un campo magnético B en el material que tiene el valor -Br, el mismo campo que en el punto 2 pero de sentido opuesto. Se puede decir que se invirtió la magnetización del material.



Este dibujo empieza con el gráfico 3 que ya analizamos en el dibujo anterior, lo pongo para ver de donde salimos en el gráfico 4.

En el gráfico 4 partimos del punto 6 y aplicamos un campo H negativo (flecha roja) hasta llegar al punto 5 exactamente (por la curva roja), al llegar a este punto empezamos a disminuir el campo H aplicado (flecha verde) y volvemos al punto 6 por la curva verde. Al llegar al punto 6 le aplicamos un campo H positivo hasta llegar al punto 8 (pasando por el punto 7)(flecha roja, camino rojo), cuando llegamos al punto 8 empezamos a disminuir H hasta llegar a cero, llegando nuevamente al punto 6 (flecha verde, camino verde).
Con esto se ve que podemos recorrer una rama del circuito de histeresis en ambos sentidos de H, siempre y cuando no se llegue a ciertos valores especificos, en este caso H1, si fuera la rama superior seria -H1.

En la figura 5 partiendo del punto 6 aplicamos un campo H hasta llegar al punto 1 exactamente (camino rojo), en este caso cambiamos de rama, logramos la inversion permanente de la magnetizacion del material, y cuando el campo H se hace cero volvemos por la rama superior (camino verde) al punto 2.

Notas:

1 _ En la practica la mayoría de los materiales ferromagnéticos son usados a la saturacion, ya que la curva de histeresis en saturacion es única (para cada material) y siempre se puede recorrer toda la curva en forma cíclica con solo garantizar que el campo H cumpla que sus valores máximo y mínimo estén dentro de la región de saturacion. Vi pocos casos de uso de estos materiales fuera de la curva de saturacion, y en todos ellos se usaba una sola rama de la curva de histeresis sin salir de ella.

2 _ Cada rama se puede recorrer en ambos sentidos sin salir de ella, siempre y cuando no se llegue a los puntos extremos correspondientes para cada uno de ellas, punto 5 para la rama superior, y punto 1 para la rama inferior.

3 _La curva de histeresis solo se puede recorrer en forma cíclica en un solo sentido, contrario a las agujas del reloj (en el sistema coordenado usado)

Suerte

[LauraLopez]

Re: iman y clavo

Excelente explicacion Breogan muchas gracias! Tema entendido