Interações magnetostáticas em rede de agulhas magnéticas : inclusão da expansão multipolar

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Velo, Murilo Ferreira, 1989-
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1628995
Resumo: Orientadores: Fanny Béron, Kleber Roberto Pirota
id UNICAMP-30_1dba70be2e1d7d6788142e5b6f1bc1ba
oai_identifier_str oai::971772
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Interações magnetostáticas em rede de agulhas magnéticas : inclusão da expansão multipolarMagnetostatic interaction in arrays of magnetic needles : inclusion of the multipolar expansionInterações dipolaresExpansões multipolaresMomentos multipolaresDipolar interactionsMultipolar expansionsMultipolar momentsOrientadores: Fanny Béron, Kleber Roberto PirotaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb WataghinResumo: Interações dipolares são amplamente estudadas em magnetismo, devido ao fato de que elas têm um papel fundamental na maioria dos sistemas magnéticos. Porém, para vários sistemas, o cálculo das interações magnetostáticas é feito de duas maneiras: considerando-se apenas o primeiro termo da expansão multipolar e/ou aproximando as entidades magnéticas por dipolos perfeitos. Neste trabalho iremos realizar este cálculo de maneira exata, através da expansão multipolar, considerando a forma geométrica da entidade magnética. Para tal montamos um sistema macroscópico bidimensional composto por agulhas magnéticas de bússola, no qual foi automatizado a aquisição de imagens e o controle de campo magnético. No objetivo de verificar a exatidão do nosso cálculo, implementamos uma simulação utilizando o método de Monte Carlo para comparar com os resultados experimentais. Focamos o estudo sobre sistemas de duas e cinco agulhas, sendo que o primeiro permite a comparação com a solução analítica exata do problema. Observamos que a introdução dos termos de ordem mais alta na expansão multipolar modifica o potencial magnético gerado por uma agulha de bússola. A expansão multipolar do potencial mostrou que devemos considerar termos de ordem l = 1, 3 e 5, sendo que os termos de ordem par são nulos e termos l ? 7 são desprezíveis. A simulação de Monte Carlo reproduziu com fidelidade o comportamento dos sistemas experimentais, mostrando uma boa concordância entre as curvas de histerese simuladas e experimentais. Explicamos os resultados a partir do fato que a expansão multipolar introduz mínimos locais nos diagramas de energia de interação de duas partículas com campo magnético aplicado nulo. Estas regiões são conhecidas como os pontos de equilíbrio metaestáveis de um sistema magnético. Para um sistema de duas agulhas, descrevemos como os saltos na curva de histerese estão relacionados com descontinuidades na trajetória no espaço de fases de energia do sistema, criadas pelos termos de ordem mais alta. Dos nossos resultados, concluímos que para descrevermos o comportamento magnético de um sistema de agulhas de bússola, devemos levar em conta termos de ordem mais alta na expansão multipolar, bem como a geometria desta entidadeAbstract: Dipolar interactions are widely studied in magnetism, since they play a key role in most magnetic systems. However, for several systems the magnetostatic interactions calculation is done through two ways: considering only the multipole expansion first term and/or approximating the magnetic entities as perfect dipoles. In this work we will perform this calculation exactly, through the multipole expansion, considering the magnetic entities geometric shape. For such, we set up a two-dimensional macroscopic system made of magnetic compass needles, where we automated the image acquisition and the magnetic field control. In the objective of verifying our calculation accuracy, we implemented a simulation using the Monte Carlo¿s method to compare with the experimental results. We focused the study on systems of two and five needles, since the first one allowing comparing with the experimental results. We observed that the introduction of higher order terms in the multipole expansion modifies the magnetic potential generated by a compass needle. The multipole expansion showed that we need to consider order terms of l = 1, 3 and 5, with nulls even terms are and terms of l ? 7 are negligible. The Monte Carlo simulation accurately reproduced the experimental systems behaviors, exhibiting a good agreement between the simulated and experimental hysteresis curves. We explained the results through the fact that the multipole expansion introduces local minima in the two magnetic particles interaction energy diagrams with null applied magnetic field. These regions are known as metastable equilibrium points in a magnetic system. For a two-needle system, we described in detail how the hysteresis curve drops are related to trajectory discontinuities in the system energy phase space, created by the higher order terms. From our results, we conclude that to describe the magnetic behavior of a compass needle system, one must take into account higher order terms in the multipole expansion, as well as the entity geometryMestradoFísicaMestre em FísicaCAPES1374983/2014[s.n.]Béron, Fanny, 1980-Pirota, Kleber Roberto, 1973-Sinnecker, João PauloMansanares, Antonio ManoelUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Física Gleb WataghinPrograma de Pós-Graduação em FísicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASVelo, Murilo Ferreira, 1989-2016info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf98 f. : il.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1628995VELO, Murilo Ferreira. Interações magnetostáticas em rede de agulhas magnéticas: inclusão da expansão multipolar. 2016. 98 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1628995. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/971772porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2019-06-17T10:25:15Zoai::971772Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2019-06-17T10:25:15Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Interações magnetostáticas em rede de agulhas magnéticas : inclusão da expansão multipolar
Magnetostatic interaction in arrays of magnetic needles : inclusion of the multipolar expansion
title Interações magnetostáticas em rede de agulhas magnéticas : inclusão da expansão multipolar
spellingShingle Interações magnetostáticas em rede de agulhas magnéticas : inclusão da expansão multipolar
Velo, Murilo Ferreira, 1989-
Interações dipolares
Expansões multipolares
Momentos multipolares
Dipolar interactions
Multipolar expansions
Multipolar moments
title_short Interações magnetostáticas em rede de agulhas magnéticas : inclusão da expansão multipolar
title_full Interações magnetostáticas em rede de agulhas magnéticas : inclusão da expansão multipolar
title_fullStr Interações magnetostáticas em rede de agulhas magnéticas : inclusão da expansão multipolar
title_full_unstemmed Interações magnetostáticas em rede de agulhas magnéticas : inclusão da expansão multipolar
title_sort Interações magnetostáticas em rede de agulhas magnéticas : inclusão da expansão multipolar
author Velo, Murilo Ferreira, 1989-
author_facet Velo, Murilo Ferreira, 1989-
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Béron, Fanny, 1980-
Pirota, Kleber Roberto, 1973-
Sinnecker, João Paulo
Mansanares, Antonio Manoel
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Física Gleb Wataghin
Programa de Pós-Graduação em Física
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Velo, Murilo Ferreira, 1989-
dc.subject.por.fl_str_mv Interações dipolares
Expansões multipolares
Momentos multipolares
Dipolar interactions
Multipolar expansions
Multipolar moments
topic Interações dipolares
Expansões multipolares
Momentos multipolares
Dipolar interactions
Multipolar expansions
Multipolar moments
description Orientadores: Fanny Béron, Kleber Roberto Pirota
publishDate 2016
dc.date.none.fl_str_mv 2016
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.12733/1628995
VELO, Murilo Ferreira. Interações magnetostáticas em rede de agulhas magnéticas: inclusão da expansão multipolar. 2016. 98 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1628995. Acesso em: 3 set. 2024.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/1628995
identifier_str_mv VELO, Murilo Ferreira. Interações magnetostáticas em rede de agulhas magnéticas: inclusão da expansão multipolar. 2016. 98 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1628995. Acesso em: 3 set. 2024.
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/971772
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
98 f. : il.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1809189115244052480

Registros relacionados