Efecto Barkhausen, Barkhausen ruido, Uso práctico


El efecto Barkhausen es un nombre dado a la ruido en la salida magnética de un material ferromagnético cuando se cambia la fuerza de magnetización que se le aplica. Descubierto por el físico alemán Heinrich Barkhausen en 1919, se debe a los rápidos cambios del tamaño de los dominios magnéticos.

El trabajo de Barkhausen en la acústica y el magnetismo llevó al descubrimiento, que proporciona evidencia de que la magnetización afecta a dominios enteros de un material ferromagnético, en lugar de átomos individuales solos. El efecto Barkhausen es una serie de cambios repentinos en el tamaño y la orientación de los dominios ferromagnéticos, o grupos microscópicos de imanes atómicos alineados, que se produce durante un proceso continuo de magnetización o desmagnetización. El efecto Barkhausen ofrece evidencia directa de la existencia de dominios ferromagnéticos, que anteriormente había sido postulada teóricamente. Heinrich Barkhausen descubrió que un lento, suave aumento de un campo magnético aplicado a una pieza de material ferromagnético, tal como hierro, hace que se vuelva magnetizado, pero no de forma continua en los pasos minuto.

Barkhausen ruido

Una bobina de alambre enrollado en el material ferromagnético puede demostrar los bruscos saltos discontinuos, en la magnetización. Las transiciones repentinas en la magnetización del material producen impulsos de corriente en la bobina. Estos pueden ser amplificados para producir una serie de clics en un altavoz. Esto suena como el crujido, completo con pulsos asimétricos que suena como el caramelo de ser desenvuelto, Rice Krispies, o un fuego de leña de pino. De ahí el nombre Barkhausen ruido. Efectos similares pueden observarse mediante la aplicación de sólo tensiones mecánicas al material colocado en la bobina de detección.

Estos saltos de magnetización se interpretan como cambios discretos en el tamaño o la rotación de los dominios ferromagnéticos. Algunos grupos microscópicos de los espines atómicos alineados con el aumento externa de magnetización de campo en tamaño por un repentino cambio de vueltas vecinas, y, especialmente en lo que se convierte en el campo de magnetización relativamente fuerte, otros dominios enteros de repente se convierten en la dirección del campo externo. Al mismo tiempo, debido a las interacciones de canje los espines tienden a alinearse con sus vecinos. La tensión entre los diversos tira crea avalanchas, donde un grupo de dominios vecinos le dará la vuelta en una sucesión rápida para alinearse con el campo externo. Así que el material magnetiza ni gradual ni una sola vez, pero a trancas y barrancas.

Uso práctico

La cantidad de ruido de Barkhausen para un material dado está vinculada con la cantidad de impurezas, dislocaciones de cristal, etc, y puede ser una buena indicación de las propiedades mecánicas de un material de este tipo. Por lo tanto, el ruido de Barkhausen puede ser utilizado como un método de evaluación no destructiva de la degradación de las propiedades mecánicas en materiales magnéticos sometidos a tensiones mecánicas cíclicas o partículas de alta energía o materiales tales como aceros de alta resistencia que pueden ser sometidos a daños por molienda. Diagrama esquemático de un método no destructivo sencilla puesta a punto para este propósito se muestra a la derecha.

Barkhausen ruido también puede indicar un daño físico en una estructura de película delgada debido a diversos procesos de nanofabricación, como el grabado por iones reactivos o utilizando una máquina fresadora de iones.