Histerese 1
Histerese
A histerese é a tendência de um material ou sistema de conservar suas propriedades na ausência de um estímulo que
as gerou. Podem-se encontrar diferentes manifestações desse fenômeno. A palavra "histerese" deriva do grego antigo
υστέρησις, que significa 'retardo', que foi cunhada pelo Sir James Alfred Ewing em 1890.
Histerese magnética
Uma família de curvas de histerese medida com uma densidade de fluxo modulada
sinusoidalmente com frequência de 50 Hz e campo magnético variaável de 0,3 T a 1,7 T.
B = Densidade de fluxo magnético
H = Campo magnético
BR = Remanência
HC = Coercividade
Quando o campo magnético aplicado
em um material ferromagnético for
aumentado até a saturação e em
seguida for diminuído, a densidade de
fluxo B não diminui tão rapidamente
quanto o campo H. Dessa forma
quando H chega a zero, ainda existe
uma densidade de fluxo remanescente,
Br. Para que B chegue a zero, é
necessário aplicar um campo negativo,
chamado de força coercitiva. Se H
continuar aumentando no sentido
negativo, o material é magnetizado
com polaridade oposta. Desse modo, a
magnetização inicialmente será fácil,
até quando se aproxima da saturação,
passando a ser difícil. A redução do
campo novamente a zero deixa uma
densidade de fluxo remanescente, -Br, e, para reduzir B a zero, deve-se aplicar uma força coercitiva no sentido
positivo. Aumentando-se mais ainda o campo, o material fica novamente saturado, com a polaridade inicial.
Esse fenômeno que causa o atraso entre densidade de fluxo e campo magnético é chamado de histerese magnética,
enquanto que o ciclo traçado pela curva de magnetização é chamado de ciclo de histerese.
Exemplo de histerese com metais
Quando o ferro não está magnetizado, seus domínios magnéticos estão dispostos de maneira aleatória. Porém, ao
aplicar uma força magnetizante, os domínios se alinham com o campo aplicado. Se invertemos o sentido do campo,
os domínios também inverterão sua orientação. Num transformador, o campo magnético muda de sentido muitas
vezes por segundo, de acordo com o sinal alternado aplicado. E o mesmo ocorre com os domínios do material do
núcleo. Ao inverter sua orientação, os domínios precisam superar o atrito e a inércia. Ao fazer isso, dissipam uma
certa quantidade de potência na forma de calor, que é chamada de perda por histerese.
Em determinados materiais, a perda por histerese é muito grande. O ferro doce é um exemplo. Já no aço, esse tipo de
perda é menor. Por isso, alguns transformadores de grande potência utilizam um tipo de liga especial de
Ferro-silício, que apresenta uma perda por histerese reduzida. Esse tipo de problema também aumenta junto com a
freqüência do sinal. Um transformador que apresenta baixa perda nas freqüências menores, pode ter uma grande
perda por histerese ao ser usado com sinais de freqüências mais altas.
A histerese produz-se devido ao gasto de energia para inverter os dipolos durante uma mudança de campo
eletromagnético.
