Los materiales magnéticos permanentes presentan dos características distintivas: una es que pueden magnetizarse fuertemente bajo la acción de un campo magnético externo, y la otra es la histéresis, es decir, que permanecen magnetizados tras eliminar el campo magnético externo. La relación entre la variación del campo magnético externo y la variación del magnetismo del imán permanente se puede describir mediante dos curvas: el bucle de histéresis (curva BH) y la curva de desmagnetización intrínseca (curva JH).
Bucle de histéresis
Cuando el campo magnético cambia en el orden Hs → Hc → o → – Hc → – Hs → – Hc → o → Hc → Hs, la inducción magnética correspondiente B cambia a lo largo de la curva cerrada s-hcsHCS, que se denomina curva B~H (bucle de histéresis).
1. Curva de magnetización inicial
El origen 0 en la figura indica que el material magnético duro se encuentra en estado neutro magnético antes de la magnetización, es decir, B = H = 0. Cuando el campo magnético H aumenta desde cero, la inducción magnética B aumenta lentamente, luego B aumenta rápidamente con H y, finalmente, B aumenta lentamente. Cuando h aumenta a HS, B alcanza el valor de saturación BS. Esta curva de línea punteada se denomina curva de magnetización inicial.
2. Histéresis
Cuando el campo magnético disminuye gradualmente de HS a cero, la inducción magnética B no regresa al punto «0» a lo largo de la curva de magnetización inicial, sino que disminuye a lo largo de otra curva ab. Al comparar las líneas oa y ab, se observa que h disminuye y b disminuye proporcionalmente, pero el cambio de B se retrasa respecto al cambio de H. Este fenómeno se denomina histéresis. La característica obvia de la histéresis es que cuando h = 0, B no es cero, sino que conserva la remanencia br.
3. Curva de desmagnetización
Cuando el campo magnético inverso cambia gradualmente de O a -Hc, la inducción magnética B disminuye a 0, lo que indica que, para eliminar la remanencia, se debe aplicar el campo magnético inverso. HC se denomina coercitividad y refleja la capacidad del material magnético para mantener el estado de remanencia, y la línea BC se denomina curva de desmagnetización.
Curva de desmagnetización intrínseca
Cuando el cambio del campo magnético externo H provoca un cambio en la inducción magnética B, la polarización magnética J también cambia. Podemos usar la curva J~H para describir la relación entre ellas. Esta curva refleja las propiedades magnéticas intrínsecas de los materiales de imán permanente, denominada curva de desmagnetización intrínseca. Cuando la polarización magnética J en la curva de desmagnetización intrínseca es 0, la intensidad del campo magnético correspondiente se denomina coercitividad intrínseca Hcj.
1. Punto de rodilla Hk
De la figura, es fácil observar que, al aumentar el campo magnético externo, la polarización magnética del imán disminuye muy lentamente. Sin embargo, cuando el campo magnético externo supera cierto valor, la polarización magnética disminuye rápidamente. Generalmente, el punto Ji = 0,9Br en la curva de desmagnetización se denomina punto de flexión o punto de inflexión, y el campo magnético correspondiente es HK, también conocido como coercitividad de inflexión. Cuando el campo magnético externo supera HK, el rendimiento del imán se reduce irreversiblemente, razón por la cual el valor de HK es relevante.
2. Cuadratura de la curva de desmagnetización Q
Utilizamos la relación entre HK y Hcj (Hk/Hcj) para expresar la cuadratura Q de la curva de desmagnetización. El rango de valores de Q está entre 0 y 1. Cuanto más cercano esté q a 1, más cercana estará la curva de desmagnetización al cuadrado. Generalmente, consideramos que los productos con una cuadratura Q > 0,9 son productos aptos.
3. Curvas de desmagnetización a diferentes temperaturas
En general, los fabricantes de materiales de imanes permanentes proporcionan curvas de desmagnetización de diversas marcas de productos a diferentes temperaturas, como se muestra en la figura siguiente. Parece complejo, pero la esencia es presentar múltiples curvas de desmagnetización y curvas intrínsecas en un solo gráfico.
