Electromagnetismo

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Materiales ferromagnéticos

Ciertos materiales poseen un momento magnético permanente en ausencia de un campo externo y manifiestan magnetizaciones muy largas y permanentes.
Estas son las características del ferromagnetismo y este es mostrado por algunos metales de transición Fe, Co y Ni y algunos elementos de tierras raras tales como el gadolinio (Gd). En una muestra sólida de Fe, Co ó Ni, atemperatura ambiente los espines de los electrones 3d de átomos adyacentes se alinean, en una dirección paralela por un fenómeno denominado imanación espontánea. Esta alineación paralela de dipolos magnéticos atómicos ocurre solo en regiones microscópicas llamadas Dominios Magnéticos.

Propiedades de los materiales ferromagneticos.
Aparece una gran inducción magnética al aplicarle un campomagnético.
Permiten concentrar con facilidad líneas de campo magnético, acumulando densidad de flujo magnético elevado.
Se utilizan estos materiales para delimitar y dirigir a los campos magnéticos en trayectorias bien definidas.
Permite que las maquinas eléctricas tengan volúmenes razonables y costos menos excesivos.

Características de los materiales ferromagnéticos.
Los materialesferromagnéticos se caracterizan por uno o varios de los siguientes atributos:
Pueden imanarse mucho más fácilmente que los demás materiales. Esta característica viene indicada por una gran permeabilidad relativa m /m r.
Tienen una inducción magnética intrínseca máxima Bmax muy elevada.
Se imanan con una facilidad muy diferente según sea el valor del campo magnético. Este atributo lleva una relación nolineal entre los módulos de inducción magnética (B) y campo magnético.
Un aumento del campo magnético les origina una variación de flujo diferente de la variación que originaria una disminución igual de campo magnético. Este atributo indica que las relaciones que expresan la inducción magnética y la permeabilidad (m) como funciones del campo magnético, no son lineales ni uniformes.
Conservan laimanación cuando se suprime el campo.
Tienden a oponerse a la inversión del sentido de la imanación una vez imanados.

Diamagnetismo

El diamagnetismo es un efecto universal porque se basa en la interacción entre el campo aplicado y los electrones móviles del material. El diamagnetismo queda habitualmente enmascarado por el paramagnetismo, salvo en elementos formados por átomos o iones que sedisponen en “capas” electrónicas cerradas, ya que en estos casos la contribución paramagnética se anula. Las características esenciales del diamagnetismo son:

• Los materiales diamagnéticos se magnetizan débilmente en el sentido opuesto al del campo magnético aplicado. Resulta así que aparece una fuerza de repulsión sobre el cuerpo respecto del campo aplicado.

La susceptibilidad magnética esnegativa y pequeña y la permeabilidad relativa es entonces ligeramente menor que 1.

• La intensidad de la respuesta es muy pequeña.

Se puede modelar en forma sencilla el comportamiento diamagnético mediante la aplicación de la ley de Lenz al movimiento orbital de los electrones (Apéndice 5). El diamagnetismo fue descubierto por Faraday en 1846.

Ejemplos de materiales diamagnéticos son elcobre y el helio.

Paramagnetismo

Los materiales paramagnéticos se caracterizan por átomos con un momento magnético neto, que tienden a alinearse paralelo a un campo aplicado. Las características esenciales del paramagnetismo son:

• Los materiales paramagnéticos se magnetizan débilmente en el mismo sentido que el campo magnético aplicado. Resulta así que aparece una fuerza de atracción sobreel cuerpo respecto del campo aplicado.

• La susceptibilidad magnética es positiva y pequeña y la permeabilidad relativa es entonces ligeramente mayor que 1.

• La intensidad de la respuesta es muy pequeña, y los efectos son prácticamente imposibles de detectar excepto a temperaturas extremadamente bajas o campos aplicados muy intensos.

Debido a la debilidad de la respuesta, a menudo...
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