El efecto Barkhausen es un cambio abrupto en la magnetización (J) de una sustancia ferromagnética con un cambio monótono y continuo en las condiciones externas, lo que lleva a un cambio en la estructura de dominio del material [1] .
El efecto lleva el nombre del físico alemán Heinrich Barkhausen , quien lo descubrió y describió en 1919 [2] .
La esencia del efecto es un cambio abrupto en la magnetización (J) de una sustancia ferromagnética bajo una acción externa monótona y continua , durante la cual la estructura del dominio del material se reorganiza, por ejemplo, un cambio en las tensiones elásticas, la temperatura o intensidad del campo magnético (H).
El fenómeno se debe a la presencia de varios tipos de falta de homogeneidad, como inclusiones extrañas, dislocaciones , tensiones mecánicas residuales , etc. Las falta de homogeneidad impiden la reestructuración de la estructura magnética, ya que el límite del dominio se desplaza con cambios en las condiciones externas, por ejemplo, con un aumento en la intensidad del campo magnético (H), se encuentra con tal falta de homogeneidad y detiene temporalmente su movimiento, a pesar del aumento continuo en el valor de H. Cuando se alcanza un cierto valor aumentado de H, la pared del dominio supera el obstáculo bruscamente, avanzando sin aumentar el campo. Debido a tales obstáculos, la curva de magnetización de un ferroimán tiene un carácter escalonado.
El efecto Barkhausen es una de las pruebas directas de la estructura de dominio de los ferromagnetos, y su uso permite estudiar sus procesos de magnetización y determinar los volúmenes de dominios individuales y la distribución estadística de volúmenes. Para la mayoría de los ferromagnetos, el volumen del dominio es del orden de 10 -6 -10 -9 cm 3 [3] .
El funcionamiento de las instalaciones del método magnético de ensayos no destructivos se basa en la utilización del efecto Barkhausen . El esquema general de su elemento sensible se muestra en la figura. Dicho dispositivo le permite detectar con confianza las faltas de homogeneidad (partículas de escoria, microfisuras, etc.) que ya están contenidas en el material probado o que surgen en el proceso de exposición al ambiente externo (carga mecánica, cambio de temperatura, etc.). En el primer caso, el elemento sensible debe moverse de manera uniforme sobre el objeto de estudio, en el segundo caso, debe estar fijado permanentemente en el área controlada [4] .
Con una inversión de magnetización lenta de una muestra ferromagnética de saturación negativa a positiva, el campo correspondiente a la mitad de los saltos de Barkhausen contados por el contador corresponde a la fuerza coercitiva con una precisión de ±0,01 Oe [5] .
Cuando se expone a campos magnéticos débiles (magnetización de hasta 0,1 de inducción de saturación ), la inversión de la magnetización se produce en ciclos privados de histéresis. En este caso, el número de saltos con aumento de campo tiene un carácter similar a la dependencia de la inducción del campo magnetizante y es prácticamente lineal para algunos ferroimanes. En base a esto, es posible construir magnetómetros sensibles con un umbral de sensibilidad de 10 -5 Oe.
En consecuencia, este método es adecuado para medir corrientes si el núcleo ferromagnético es remagnetizado por el campo generado por la corriente medida [5] .