impedância no sistema magnético re-entrante aufe 18 at% reginaldo barco orientador: paulo pureur...

Impedância no Impedância no Sistema Magnético Sistema Magnético

Re-entrante Re-entrante AuAuFe 18 Fe 18 at% at%

Reginaldo BarcoReginaldo Barco

Orientador: Paulo Pureur NetoOrientador: Paulo Pureur Neto

Co-orientador: Gilberto L. F. Co-orientador: Gilberto L. F. FragaFraga

Universidade Federal do Rio Grande Universidade Federal do Rio Grande do Suldo Sul

Instituto de FísicaInstituto de Física

Pós-Graduação em FísicaPós-Graduação em Física

Impedância no Sistema Magnético Re-entrante Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuAuFe 18 at%Fe 18 at%

OBJETIVOOBJETIVO

Estudar as propriedades magnéticas do Estudar as propriedades magnéticas do sistema sistema AuAuFe 18 at%Fe 18 at%

UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do SulUFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Instituto de Física – Pós-Graduação em FísicaInstituto de Física – Pós-Graduação em Física


INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

Impedância, Impedância, Z (Z (,T,H),,T,H), é a função resposta é a função resposta de um material condutor submetido a uma de um material condutor submetido a uma corrente alternada, corrente alternada, I (I ()), tal que:, tal que:

V(V(,T,H) = Z (,T,H) = Z (,T,H) . I (,T,H) . I ())

onde onde V é diferença de potencial entre dois V é diferença de potencial entre dois pontos na superfície do material; pontos na superfície do material; =2=2ff é a é a frequência angular; T é a temperatura e H é frequência angular; T é a temperatura e H é o campo magnético aplicado externamente.o campo magnético aplicado externamente.





Impedância é uma quantidade complexa:Impedância é uma quantidade complexa:

Z = R - Z = R - i i XX

onde R é a resistência e X é a reatância.onde R é a resistência e X é a reatância.







A partir do caso particular das equações de Maxwell:A partir do caso particular das equações de Maxwell:

e das relações fenomenológicas:e das relações fenomenológicas:

EHHt

EHE

;;0;0

HBeEJ

onde:onde:

J é a densidade de corrente; J é a densidade de corrente; é a condutividade é a condutividade elétrica e elétrica e é a permeabilidade magnética. é a permeabilidade magnética.





Obtém-se a impedância para um condutor Obtém-se a impedância para um condutor cilíndrico de raio cilíndrico de raio aa e comprimento e comprimento ll : :

ik

a

lRonde

kaY

kaYkaRZ dcdc

1;

2

12

1

0

Em que:Em que:

YY00, Y, Y11 são funções de Bessel de primeira espécie; são funções de Bessel de primeira espécie;

L. D. Landau, E. M. Lifschitz, L. D. Landau, E. M. Lifschitz, Eletrodynamics of Eletrodynamics of Continous MediaContinous Media (1960) (1960)





O comprimento de penetração do “efeito O comprimento de penetração do “efeito pele” (skin effect) é dado por:pele” (skin effect) é dado por:

f

0

1

A impedância de materiais magnéticos é fortemente A impedância de materiais magnéticos é fortemente dependente da permeabilidade magnética do dependente da permeabilidade magnética do material que por sua vez, pode depender da material que por sua vez, pode depender da temperatura, frequência e campo magnético externo temperatura, frequência e campo magnético externo (magnetoimpedância)(magnetoimpedância)





Dependência da impedância em relação a frequência:Dependência da impedância em relação a frequência:

f

aRX

aRR

dc

dc

0

2

4

1

...4

1

...48

11

Impedância no Sistema Magnético Re-Impedância no Sistema Magnético Re-entrante entrante AuAuFe 18 at%Fe 18 at%

TÉCNICA EXPERIMENTALTÉCNICA EXPERIMENTAL

As medidas de impedância são realizadas As medidas de impedância são realizadas com a técnica de quatro pontos.com a técnica de quatro pontos.




TÉCNICA EXPERIMENTALTÉCNICA EXPERIMENTAL

Um gerador de Um gerador de funções faz com que funções faz com que a corrente atravesse a corrente atravesse o material e a o material e a resposta (d.d.p.) é resposta (d.d.p.) é lida por um lock-in lida por um lock-in conectado a um conectado a um computador, via computador, via GPIB, que armazena GPIB, que armazena as informações.as informações.




TÉCNICA EXPERIMENTALTÉCNICA EXPERIMENTALA amostra é colocada no A amostra é colocada no criostato tipo displex.criostato tipo displex.



A temperatura pode variar A temperatura pode variar entre 10 e 300K;entre 10 e 300K;

O campo magnético externo O campo magnético externo entre 0 e 500Oe;entre 0 e 500Oe;A frequência da corrente de A frequência da corrente de excitação entre 0 e 2MHz.excitação entre 0 e 2MHz.


SISTEMA RE-ENTRANTE SISTEMA RE-ENTRANTE AuAuFeFe



(B.R. Coles et al., (B.R. Coles et al., Phyl. Mag, 1978)Phyl. Mag, 1978)


SISTEMA RE-ENTRANTE SISTEMA RE-ENTRANTE AuAuFeFe



0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

0,000

0,005

0,010

0,015

0,020

TC

Mag

neti

zação

(em

u)

Temperatura (K)

ZFC FC campo 20 gauss

TK

AuFe 18 at%


RESULTADOSRESULTADOS

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 2400,02

0,04

0,06

Res

istê

nci

a (

)

Temperatura (K)

100Hz 1.0MHz 10kHz 1.4MHz 100kHz 1.8MHz 500kHz





20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

0,00

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

Rea

tân

cia

()

Temperatura (K)

100Hz 10kHz 100kHz 500kHz 1.0MHz 1.4MHz 1.8MHz



20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07R

es

istê

nc

ia (

)

Temperatura (K)

1.8MHz 0 gauss 50 gauss 10 gauss 100 gauss 20 gauss 150 gauss







20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

0,06

0,08

0,10R

ea

tân

cia

()

Temperatura (K)

1.8MHz 0 gauss 50 gauss 10 gauss 100 gauss 20 gauss 150 gauss







20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

0,02

0,04

0,06

0,08

80Hz 100kHz 1.0MHz 1.8MHz

Re

sis

tên

cia

()

Temperatura (K)





20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

0,00

0,02

0,04

0,06

0,08 80Hz 100kHz 1.0MHz 1.8MHz

Re

atâ

nc

ia ()

Temperatura (K)



20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

0,01

0,02

0,03

100KHz 0 gauss 20 gauss 50 gauss

Re

sis

tên

cia

()

Temperatura (K)





20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 2400,00

0,01

0,02

100kHz 0 gauss 20 gauss 50 gauss

Re

atâ

nc

ia ()

Temperatura (K)



20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

0,004

0,006

0,008

0,02

0,04

0,06

0.1 mm (100Hz) 1.2 mm (80Hz)

Imp

ed

ân

cia

()

Temperatura (K)

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 2400,00

0,02

0,04

0,06

0,08

Temperatura (K)

0,1 mm 1,2 mm

Imp

ed

ân

cia

(

)

100kHz - Impedância



20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10 1.0MHz (0.1mm) 1.0MHz (1.2mm)

Imp

ed

ân

cia

()

Temperatura (K)



20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

0,04

0,06

0,08

0,10

0,12

1.8MHz 0.1 mm 1.2 mm

Imp

ed

ân

cia

(

)

Temperatura (K)


BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA

Fraga, G. L. F, Borba, L. A., Pureur P., Fraga, G. L. F, Borba, L. A., Pureur P., Impedance and initial Impedance and initial magnetic permeability of the Heusler compounds Pd2MnSn magnetic permeability of the Heusler compounds Pd2MnSn and Pd2MnSb near the Curie temperatureand Pd2MnSb near the Curie temperature, Physical Review B, , Physical Review B, 74, , (2006)74, , (2006)



impedância no sistema magnético re-entrante aufe 18 at% reginaldo barco orientador: paulo pureur...

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