Este documento describe las curvas B-H de magnetización y el ciclo de histéresis de los materiales magnéticos. Explica que la curva de magnetización muestra la relación entre la inducción magnética B y la excitación magnética H. El ciclo de histéresis se produce debido al magnetismo remanente y muestra que la desmagnetización no sigue el mismo camino que la magnetización. También distingue entre materiales magnéticos blandos y duros, señalando que los blandos tienen ciclos estre

1. 1
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGÍA Y
MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA
ASIGNATURA: MÁQUINAS ELÉCTRICAS
NRC: 4234
TEMA:
CURVAS B-H DE MATERIALES MAGNÉTICOS
NOMBRE:
ANDRÉS PICO
27/04/2017 – SANGOLQUÍ

2. 2
CURVAS B-H DE MATERIALES MAGNÉTICOS
La variacióndel campomagnéticoenunmaterial originaefectosnodeseados,comolaspérdidas
de energía debidas a las corrientes de Foucault que se disipan en forma de calor, las pérdidas
por histéresis en el ciclo B-H de magnetización-desmagnetización y, en el caso de dispositivos
electromagnéticos,distorsionesenlasformas de onda debidasa la no linealidadde larelación
B-H.
Curva de Magnetización
Se denomina curva de magnetización de un material, o característica magnética, a la
representación cartesiana de los valores de la inducción magnética B (en ordenadas) y de
la excitación magnética H (en abscisas), como se muestra en la Figura 1. En ocasiones se
representa la imanación Men lugar de la inducción B.
Figura 1. Curva de Magnetización. Fuente: Chapman.
Ejemplo: Supóngase un núcleo ferromagnético de un transformador, si se le aplica una
excitación magnética H, surgirá una inducción B. Si aumentamos la excitación magnética
progresivamente desde cero (aumentando la intensidad) y se representa la curva de
magnetización,se observaque lainducciónesproporcional a H y que el tramo oa (Figura1) es
prácticamente recto.Esto se debe a que la permeabilidad esconstante y alta (cuanto más alta
es la permeabilidad más vertical será la gráfica en este tramo).
Llegadosal punto a la gráfica dejade ser lineal,oloque eslo mismo,la permeabilidaddejade
ser constante. A este tramo ab se le denomina codo de saturación. Alcanzado el punto b la
gráfica vuelve a ser lineal. En el tramo bc el material está completamente saturado. Esta
saturación supone que para grandes aumentos de la excitación no se detectan cambios
significativosde lainducciónB.En esta zona el material tiene bajapermeabilidad(se comporta
prácticamente como el aire).
A nivel molecular,loque sucedeenlosmaterialesferromagnéticosesqueal aplicarlesuncampo
los momentos magnéticos de los dominios se orientan con él a medida que este aumenta
(tramoab). Una vezalineadosconel campose alcanza la saturacióndel material (apartir de b)
lo que supone que no existen más dominios que puedan contribuir a la inducción o
magnetizacióndelmaterial.Porestarazón,unavezsaturadoel material,el valorde lainducción
prácticamente no varía.
Para un mejor aprovechamiento del material (mínima sección) los núcleos de las maquinas se
diseñan para que, con sus valores nominales de funcionamiento,trabajen cerca del comienzo
del punto a (codo de saturación).

3. 3
Ciclo Histéresis
Figura 2. Ciclo Histéresis. Fuente: Chapman.
En un material ferromagnético se vio que al retirarle el campo aplicado no vuelve a su estado
original ya que conserva un magnetismo remanente. Por lo tanto, si partiendo del punto del
punto c de la Figura 1, se disminuye el valor de la excitación hasta anularla se observa que la
nueva grafica no coincide con la inicial (Figura 2). Puede observarse que en ausencia de
excitación(H=0) el valorde lainducciónnotomaun valornulosi no que viene dadoporel valor
del tramo OD en ordenadas. Este valor se conoce como magnetismo remanente.
Figura 3. Ciclo Histéresis invirtiendo el valor de H. Fuente: Chapman.
Análisis: Si ahora se continúa disminuyendo el valor de H (invirtiéndolo), se llega a un estado
determinadoporel puntoE(Figura3).En dichopuntoel magnetismoremanentese anula,para
elloesnecesarioaplicarunaexcitaciónofuerzamagnetomotriz(f.m.m) de valorEO.Este valor
se denomina fuerza coercitiva. Si ahora se anula la excitación, el material queda desimantado
(la suma neta de los momentos de los dominios del material es cero).
Figura 4. Ciclo Histéresis sin anular la exaltación y aumentándole. Fuente: Chapman

4. 4
Análisis: Si en lugar de anular la excitación, la seguimos aumentando, se produce un campo
inverso al anterior con valores de inducción B negativos (Figura 4). Aumentando el valor de
campose produce el mismoefectodescritoanteriormente.Enunprimertramo,paraaumentos
pequeñosde Hse producengrandesaumentosde B,este tramose mantienehastaalcanzar,de
nuevo, el codo de saturación y, posteriormente, la saturación del material en el punto F.
Figura 5. Ciclo Histéresis disminuyendo el módulo de exaltación magnética. Fuente: Chapman
Análisis: Si nuevamente se disminuyó el módulo de la excitación magnética hasta anularla
(Figura 5), es vuelve a tener un magnetismo remanente dado por OG, similar al OD obtenido
anteriormente, pero de sentido opuesto.
Figura 6. Ciclo Histéresis aumentando el módulo de exaltación magnética. Fuente: Chapman
Análisis: Ahora, aumentando la excitación de nuevo, se llega al punto I (Figura 6) donde, con
una excitación OI, se vuelve a desmagnetizar el material.
Figura 7. Ciclo Histéresis aumentando el módulo de exaltación magnética. Fuente: Chapman

5. 5
Análisis: Finalmente, aumentando más la excitación, se vuelve al punto de saturación C en el
que se cierrael ciclo(Figura7).Se obtiene,así,lacaracterísticamagnéticacompleta,cuyaforma
recibe el nombre de ciclo de histéresis magnética.
Materiales en el Ciclo Histéresis:
Materiales magnéticos duros: Los materiales magnéticos duros se caracterizan por una alta
fuerzacoercitivaHc y una altainducciónmagnéticaremanente Br(Figura8), de este modo,los
ciclosde histéresisde estosmaterialessonanchosyaltos.Estosmateriales,unavezse imantan,
son difíciles de desimanar, por ello se utilizan para fabricar imanes artificiales.
Figura 8. Curva de histéresis de un material magnético duro. Fuente: Chapman
Materiales magnéticos blandos: Los materiales magnéticos blandos se imanan y desimanan
fácilmente, por lo que presentan curvas de histéresis de apariencia estrecha con bajos valores
de fuerza coercitiva (Hc) y alta saturación (Figura 9). Por tanto, tienen permeabilidades
magnéticas altas. El uso de estos materiales está centrado en núcleos para transformadores,
motores, generadores.
Figura 9. Curva de histéresis de un material magnético blando. Fuente: Chapman
Bibliografía:
Chapman, S. J. “MAQUINAS ELECTRICAS”. Editorial McGraw-Hill. Colombia. 1987.
Fitzgerald, A. E., Kimgsley, Ch. y Umans, S. “MAQUINAS ELECTRICAS”. Editorial McGraw-
Hill. México. 1992.
Taraiev. Física de los materiales dieléctricos. Editorial Mir (1978).