Comportamiento Magnético De Los Materiales Ferromagnéticos

Comportamiento magnético de los materiales ferromagnéticos
La permeabilidad de magnética de define como:
B=µH
La permeabilidad magnética de los materiales ferromagnéticos es muy alta, hasta 6000 veces la permeabilidad del espacio libre. Aunque la permeabilidad es constante en el espacio libre, no lo es en el hierro y en otros materiales ferromagnéticos.
Para ilustrar el comportamiento de lapermeabilidad magnética en un material ferromagético, se aplica una corriente directa al núcleo un núcleo de material ferromagnético, comenzando en cero amperes e incrementándola lentamente hasta la máxima corriente posible. Cuando se presenta el fliujo producido en el nucleo contra la fuerza magnetomotriz que o produce, se obtiene una grafica como en la siguiente figura:
La curva de esta graficase denomina curva de saturación o curva de magnetización. Alt comienzo, un peqeuño incremento en la fuerza magnetomotriz produce una gran incremento en el flujo resultante. Despues de cierto punto, aunque se incremente mucho la fuerza magnetomotriz, los incrementos en el flujo serán cada vez mas pequeños. Finalmente, el incremento de la fuerza magnetomotriz casi no produce cambio en el flujo. Laregión de esta figura es la cual la curva se aplana se llama región de saturación, y se dice que el núcleo esta saturado.
Otro diagrama estrechamente relacionado con el anterior se muestra de la siguiente manera:
Esta grafica representa la densidad del flujo magnético B contra la intensidad del campo magnético H. la curva muestra que la permeabilidad es grande y relativamente constante en laregión no saturada, y que decrece de manera gradual hasta un valor muy bajo cuando el núcleo se encuentra saturado.
La ventaja se utilizar núcleos de material ferromagneticos en maquinas eléctricas y transformadores radica en que al aplicarles cierta fuerza magnetomotriz se obtiene un flujo mayor que el obtenido en el aire. Sin embargo, si el flujo resultante debe ser proporcional o aproximadamente ala fuerza magnetomotriz aplicada, el núcleo debe ser operado dentro de la región no saturada de la cuerva magnetización.

Perdidas de energía en un núcleo ferromagnético
En vez de aplicar una corriente continua a los devanados dispuestos sobre el núcleo, se aplica una corriente alterna para observar qué ocurre. Dicha corriente se muestra en la siguiente figura:
Suponga que el flujo inicial enel núcleo es cero. Cuando se incrementa la corriente por primera vez, el flujo en el núcleo sigue la trayectoria a-b, mostrado de esta manera:
Ésta es básicamente la curva de saturación. Sin embargo, cuando la curva sigue una trayectoria diferente de la seguida cuando la corriente iba aumentando. Cuando la corriente va decreciendo, el flujo sigue la trayectoria b-c-d y, mas tarde, cuando lacorriente se incrementa de nuevo, el flujo sigue la trayectoria d-e-b. la trayectoria b-c-d-e-b descrita en la figura, representa la variación de la corriente aplicada, llamada lazo de histéresis.
Nótese que si primero se aplica al núcleo una fuerza magnetomotriz intensa y luego deja de aplicarse, la trayectoria del flujo en el núcleo será a-b-c-d. Cuando se suspende la fuerza magnetomotriz, elflujo no llega a cero ya que permanece cierto flujo en el núcleo, denominado flujo residual, el cual es la causa de los imanes permanentes. Para que el flujo llegue a cero, se debe aplicar al núcleo, en dirección opuesta, cierta fuerza magnetomotriz llamada fuerza magnetomotriz coercitiva f .
¿Por qué ocurre la histéresis? Para entender el comportamiento de los materiales ferromagnéticos es necesarioconocer algo de su estructura. Los átomos del hierro y de materiales similares tienden a tener sus campos magnéticos fuertemente alineados ente sí. Dentro del metal hay unas pequeñas regiones llamadas dominios, en las que todos los átomos se alinean con sus campos magnéticos apuntando en una misma dirección, de modo que el dominio actúa dentro del material como un pequeño imán permanente. Una...