¿Cuál es el proceso para medir el ciclo de histéresis de un material como el hierro?

Proceso para Medir el Bucle de Histeresis de Materiales como el Hierro

Medir el bucle de histeresis (Hysteresis Loop) de materiales como el hierro es un proceso experimental importante utilizado para estudiar las propiedades magnéticas de estos materiales. El bucle de histeresis proporciona información crucial sobre la pérdida de energía, la coercitividad y la remanencia durante los procesos de magnetización y desmagnetización. A continuación se presenta un procedimiento detallado para medir el bucle de histeresis:

Equipo Experimental

• Fuente de Alimentación: Proporciona una fuente de alimentación DC o AC estable.

• Bobina de Magnetización: Envuelta alrededor de la muestra para generar un campo magnético.

• Sensor de Efecto Hall: Utilizado para medir la inducción magnética B en la muestra.

• Ammeter: Utilizado para medir la corriente I a través de la bobina de magnetización.

• Sistema de Adquisición de Datos: Utilizado para registrar y procesar los datos experimentales.

• Soporte de Muestra: Fija la muestra para asegurar que su posición permanezca estable.

Pasos Experimentales

Preparar la Muestra:

Fije el material de prueba (como un barra o lámina de hierro) en el soporte de la muestra, asegurando que su posición sea estable.

Configurar la Bobina de Magnetización:

Envuelva la bobina de magnetización firmemente alrededor de la muestra, asegurándose de que esté distribuida uniformemente.

Conectar el Circuito:

Conecte la bobina de magnetización a la fuente de alimentación y al amperímetro, asegurándose de que las conexiones del circuito sean correctas.

Coloque el sensor de efecto Hall en una posición adecuada en la muestra para medir la inducción magnética B.

Calibrar el Equipo:

Calibre el sensor de efecto Hall y el amperímetro para asegurar mediciones precisas.

Desmagnetización Inicial:

Realice una desmagnetización inicial de la muestra para asegurar que esté en un estado de cero magnetización. Esto se puede lograr aplicando un campo magnético inverso o calentando la muestra por encima de su punto de Curie y luego enfriándola.

Aumentar Gradualmente el Campo Magnético:

Aumente gradualmente la corriente I a través de la bobina de magnetización y registre la inducción magnética B en cada valor de corriente. Use el sistema de adquisición de datos para registrar los valores correspondientes de I y B.

Disminuir Gradualmente el Campo Magnético:

Disminuya gradualmente la corriente I a través de la bobina de magnetización y registre la inducción magnética B en cada valor de corriente. Continúe registrando los valores correspondientes de I y B hasta que la corriente regrese a cero.

Repetir Mediciones:

Para obtener datos más precisos, repita los pasos anteriores varias veces para asegurar la consistencia y confiabilidad de los datos.

Trazar el Bucle de Histeresis:

Utilice los datos registrados para trazar la relación entre la inducción magnética B y la intensidad del campo magnético H.

La intensidad del campo magnético H se puede calcular utilizando la siguiente fórmula: H = NI/L

donde:

• N es el número de vueltas en la bobina de magnetización

• I es la corriente a través de la bobina de magnetización

• L es la longitud promedio de la bobina de magnetización

Análisis de Datos

Determinar la Remanencia Br:

La remanencia Br es la inducción magnética que permanece en el material cuando la intensidad del campo magnético H es cero.

Determinar la Coercitividad Hc:

La coercitividad Hc es la intensidad del campo magnético inverso requerida para reducir la inducción magnética B desde su valor máximo positivo a cero.

Calcular la Pérdida de Histeresis:

La pérdida de histeresis se puede estimar calculando el área encerrada por el bucle de histeresis. La pérdida de histeresis Ph se puede expresar utilizando la siguiente fórmula: Ph = f⋅Área del bucle de histeresis donde:

f es la frecuencia (unidad: hercios, Hz)

Precauciones

• Control de Temperatura: Mantenga una temperatura constante durante el experimento para evitar la influencia de los cambios de temperatura en los resultados de la medición.

• Registro de Datos: Asegúrese de registrar los datos de manera precisa y completa para evitar omisiones o errores.

• Calibración del Equipo: Calibre regularmente el equipo experimental para garantizar la confiabilidad de los resultados de la medición.

Siguiendo estos pasos, se puede medir eficazmente el bucle de histeresis de materiales como el hierro y obtener importantes propiedades magnéticas. Estos parámetros son cruciales para la selección y aplicación de materiales.