Aula: Ciclo de histerese e magnetização – Comportamento dos mate

A área dentro do ciclo de histerese representa:

• A capacidade do material de conduzir eletricidade.

• A velocidade de magnetização do material.

• A energia dissipada como calor durante um ciclo.

• A densidade do material.

Answer explanation

A área dentro do ciclo de histerese representa a energia que o material perde na forma de calor durante os processos de magnetização e desmagnetização. Isso acontece porque o material não responde instantaneamente às mudanças no campo magnético aplicado. Em vez disso, ele mantém uma “memória” do estado magnético anterior, o que causa essa perda de energia em cada ciclo.

O que significa a coercividade de um material?

• O campo magnético necessário para zerar sua magnetização

• A quantidade de ferro presente no material

• A quantidade de energia térmica que ele emite

• A densidade magnética máxima

Answer explanation

A coercividade de um material magnético refere-se à força do campo magnético externo necessária para desmagnetizar um material após ele ter sido magnetizado até a saturação. Em outras palavras, é a resistência do material a ser desmagnetizado. Quanto maior a coercividade, mais difícil é desmagnetizar o material. 

Qual das opções melhor descreve um material magnético mole?

• Alta coercividade e alta remanência

• Baixa coercividade e baixa perda por histerese

• Alta resistência elétrica e baixa condutividade

• Não pode ser magnetizado

Answer explanation

um material magnético mole se caracteriza por se magnetizar e desmagnetizar com facilidade. Isso significa que ele precisa de um campo magnético fraco para atingir a saturação magnética e também para retornar ao estado desmagnetizado. Esse comportamento está relacionado à sua baixa coercividade.

Além disso, o ciclo de histerese de materiais moles é estreito, ou seja, a área interna da curva é pequena, o que indica que a energia perdida na forma de calor em cada ciclo é baixa.

Analise os gráficos abaixo, produzidos na mesma escala, a partir das medições das magnetizações de dois materiais ferromagnéticos submetidos a um ciclo de histerese magnética.

De acordo com os gráficos, o material A, em relação ao material B, possui maior

• magnetização de saturação.

• coercitividade.

• remanescência.

• domínio magnético.

Answer explanation

Ao observar os gráficos de histerese dos materiais A e B, vemos que o material A exige um campo magnético mais intenso (valores de H mais distantes da origem) para que a magnetização se anule. Isso indica uma maior coercitividade, que é a medida da resistência do material a se desmagnetizar.

Por que materiais com ciclo de histerese estreito são usados em transformadores?

• Porque são mais baratos

• Porque têm mais magnetização remanente

• Porque suportam altas temperaturas

• Porque perdem menos energia

Answer explanation

Materiais com ciclo de histerese estreito são usados em transformadores para reduzir perdas de energia, especialmente as perdas por histerese, que ocorrem devido à mudança do campo magnético.

A histerese magnética causa perdas de energia na forma de calor quando o campo magnético está variando, como em um transformador que opera com corrente alternada. Materiais com ciclo de histerese estreito têm baixa coercitividade, ou seja, requerem pouca energia para mudar a direção do campo magnético e, consequentemente, dissipam menos energia por ciclo. Portanto, a utilização de materiais com ciclo de histerese estreito minimiza as perdas por histerese, aumentando a eficiência do transformador. 

Como o aumento da temperatura afeta o ciclo de histerese?

• Aumenta a área do ciclo

• Faz o material se tornar supercondutor

• Torna o ciclo mais estreito e arredondado

• Elimina totalmente o ciclo

Answer explanation

O aumento da temperatura em materiais ferromagnéticos tende a diminuir a histerese, reduzindo a força do campo magnético que é necessário para imantar ou desimantar o material. Em temperaturas elevadas, a energia térmica do material pode superar as forças que mantêm os domínios magnéticos alinhados, tornando-os mais fáceis de reorientar, o que resulta em um ciclo de histerese mais estreito e menos pronunciado.

Em um material ferromagnético não magnetizado, os domínios magnéticos estão:

• Em direções aleatórias, cancelando-se mutuamente.

• Completamente alinhados.

• Alinhados em sentido oposto ao campo externo.

• Destruídos.

Answer explanation

Em um material ferromagnético não magnetizado, os domínios magnéticos estão orientados aleatoriamente. Isso significa que os pequenos grupos de átomos com spins alinhados (que formam os domínios) não estão alinhados entre si, e portanto, o campo magnético resultante é zero

A magnetização de um material ocorre quando:

• Os domínios magnéticos desaparecem.

• Os domínios magnéticos giram e se alinham com o campo externo.

• A temperatura do material é reduzida.

• O material se funde.

Answer explanation

A magnetização de um material ocorre quando ele é exposto a um campo magnético externo que alinha os seus momentos magnéticos (ou dipolos magnéticos). Esses momentos magnéticos são causados pela movimentação dos elétrons no material. 

O que representa a remanência em um material ferromagnético?

• A temperatura de fusão do material.

• A quantidade de domínios formados após o aquecimento.

• A força do campo aplicado.

• A magnetização que permanece mesmo após retirar o campo magnético.

Answer explanation

A remanência em materiais ferromagnéticos representa a magnetização que permanece no material após a remoção de um campo magnético externo. Em outras palavras, é a "memória" magnética que o material retém, mesmo sem a presença de um campo externo. 

O que acontece com um material ferromagnético ao ser aquecido acima da Temperatura de Curie?

• Ele se torna supercondutor.

• Ele se transforma em um ímã permanente.

• Ele perde seu ferromagnetismo e se torna paramagnético.

• Ele aumenta sua magnetização espontaneamente.

Answer explanation

Quando um material ferromagnético é aquecido acima da Temperatura de Curie, ele perde as suas propriedades magnéticas e passa a ser paramagnético. Acima dessa temperatura, a energia térmica é suficiente para perturbar o alinhamento dos spins eletrônicos, que é o responsável pelo ferromagnetismo, fazendo com que o material perca a capacidade de se magnetizar