impedância no sistema magnético re-entrante aufe 18 at% reginaldo barco orientador: paulo pureur...
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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%
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Instituto de Física – Pós-Graduação em FísicaInstituto de Física – Pós-Graduação em Física
Impedância no Sistema Magnético Re-entrante Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuAuFe 18 at%Fe 18 at%
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.
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Impedância no Sistema Magnético Re-entrante Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuAuFe 18 at%Fe 18 at%
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
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.
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Impedância no Sistema Magnético Re-entrante Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuAuFe 18 at%Fe 18 at%
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
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Instituto de Física – Pós-Graduação em FísicaInstituto de Física – Pós-Graduação em Física
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.
Impedância no Sistema Magnético Re-entrante Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuAuFe 18 at%Fe 18 at%
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
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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)
Impedância no Sistema Magnético Re-entrante Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuAuFe 18 at%Fe 18 at%
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
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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)
Impedância no Sistema Magnético Re-entrante Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuAuFe 18 at%Fe 18 at%
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
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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.
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Impedância no Sistema Magnético Re-Impedância no Sistema Magnético Re-entrante entrante AuAuFe 18 at%Fe 18 at%
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.
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Impedância no Sistema Magnético Re-Impedância no Sistema Magnético Re-entrante entrante AuAuFe 18 at%Fe 18 at%
TÉCNICA EXPERIMENTALTÉCNICA EXPERIMENTALA amostra é colocada no A amostra é colocada no criostato tipo displex.criostato tipo displex.
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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.
Impedância no Sistema Magnético Re-Impedância no Sistema Magnético Re-entrante entrante AuAuFe 18 at%Fe 18 at%
SISTEMA RE-ENTRANTE SISTEMA RE-ENTRANTE AuAuFeFe
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(B.R. Coles et al., (B.R. Coles et al., Phyl. Mag, 1978)Phyl. Mag, 1978)
Impedância no Sistema Magnético Re-Impedância no Sistema Magnético Re-entrante entrante AuAuFe 18 at%Fe 18 at%
SISTEMA RE-ENTRANTE SISTEMA RE-ENTRANTE AuAuFeFe
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Instituto de Física – Pós-Graduação em FísicaInstituto de Física – Pós-Graduação em Física
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%
Impedância no Sistema Magnético Re-Impedância no Sistema Magnético Re-entrante entrante AuAuFe 18 at%Fe 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
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Impedância no Sistema Magnético Re-Impedância no Sistema Magnético Re-entrante entrante AuAuFe 18 at%Fe 18 at%
RESULTADOSRESULTADOS
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
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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
Impedância no Sistema Magnético Re-Impedância no Sistema Magnético Re-entrante entrante AuAuFe 18 at%Fe 18 at%
RESULTADOSRESULTADOS
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Impedância no Sistema Magnético Re-Impedância no Sistema Magnético Re-entrante entrante AuAuFe 18 at%Fe 18 at%
RESULTADOSRESULTADOS
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
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RESULTADOSRESULTADOS
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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)
Impedância no Sistema Magnético Re-Impedância no Sistema Magnético Re-entrante entrante AuAuFe 18 at%Fe 18 at%
RESULTADOSRESULTADOS
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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)
Impedância no Sistema Magnético Re-Impedância no Sistema Magnético Re-entrante entrante AuAuFe 18 at%Fe 18 at%
RESULTADOSRESULTADOS
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)
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RESULTADOSRESULTADOS
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)
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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
Impedância no Sistema Magnético Re-Impedância no Sistema Magnético Re-entrante entrante AuAuFe 18 at%Fe 18 at%
RESULTADOSRESULTADOS
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)
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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
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ed
ân
cia
(
)
Temperatura (K)
Impedância no Sistema Magnético Re-entrante Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuAuFe 18 at%Fe 18 at%
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)
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