perros y gatos

TEMA 5: Propiedades magnéticas
de los materiales.

Kudama A. Habib
Universitat Jaume I
Curso 2012-2013

Introducción
El magnetismo es el fenómeno por el medio del cual los materiales
ejercen fuerzas de atracción o de repulsión sobre otros materiales
Muchos de los aparatos modernos dependen del magnetismo y de
materiales magnéticos, transformadores, radios, TV, teléfonos etcIntroduction

Introducción
Las fuerzas magnéticas se generan cuando se mueven
partículas cargadas eléctricamente
Partícula
cargada

Campo magnético
Campo magnético generado por
una corriente eléctrica

Introducción
Las propiedades magnéticas microscópicas de los materiales son producto
de los momentos magnéticos asociados con los electrones individuales.

Campo magnético generado porun imán

núcleo

Electrón

Cuando el electrón gira alrededor del núcleo, se convierte en una carga
eléctrica en movimiento, por lo que se genera un momento magnético

Introducción

Cada electrón gira alrededor de si mismo creando un momento
magnético
El momento magnético neto de un átomo es la suma de los momentos
magnéticos generados por los electrones.
En los átomos donde losniveles de energía de los electrones están
completamente llenos, todos los momentos se cancelan. Estos materiales no
pueden ser magnetizados permanentemente (gases inertes y algunos
materiales iónicos)

Campos magnéticos

Campo magnético alrededor de un imán

Materiales ferromagnéticos (Fe, Co y Ni): son los tres
únicos elementos que cando son magnetizados a
temperatura ambiente soncapaces de producir un
campo magnético en sus alrededor.

Campo magnético
La formación de un campo magnético a lo largo de
una espiral de alambre de cobre (solenoide), cuya
longitud es grande respecto de su radio. Para un
solenoide de n espiras y longitud l, la intensidad del
campo magnético H es:
0 , 4 π ni
H =
l

Las unidades en el SI: Amperio por
metro (A/m) o en el oersted (Oe)
1 A/m= 4π x 10-3 Oe

Permeabilidad magnética
Es el cociente entre el campo magnético total que se introduce dentro
del material (inducción magnética B) y el campo magnético aplicado H

B
μ =
H
En el vacío y al aplicar un campo magnético, la permeabilidad es:

B
μo =
H
La permeabilidad relativa

y

μo = 4π x 10-7 tesla-metro
por amperio

μ
μr =
μ0

B = μo . μ r . H

Lapermeabilidad relativa es una magnitud adimensional

Campos magnéticos
La introducción de una barra de hierro dentro del solenoide y la
aplicación de una corriente eléctrica magnetizadora, aumenta el campo
magnético fuera del solenoide, debido a la suma del campo del propio
solenoide y el campo magnético externo de barra magnetizada.
El campo magnético adicional → inducción magnética o densidadde
flujo (B)
B = μoH + μoM = μo (H + M)
μo – permeabilidad en el vacío = 4π x 10-7 tesla-metro por amperio
(T.m/A)

Permeabilidad magnética

Inducción magnética B

μmáx

μi(inicial)

Campo magnético H
La permeabilidad magnética de un material ferromagnético no es
una constante, y cambia dependiendo de cómo se magnetice el
material.
La permeabilidad se mide bien por supermeabilidad inicial o por su
permeabilidad máxima.

Susceptibilidad magnética
La magnetización de un material es proporcional al campo
aplicado, y la susceptibilidad magnética es el factor de
proporcionalidad χm

M (magnetización)
χm =
H

La susceptibilidad magnética es el grado de magnetización de un
material, en respuesta a un campo magnético. La susceptibilidad
magnética volumétrica serepresenta por el símbolo χ, y es
adimensional y mide respuestas magnéticas débiles
Si χ es positivo, el material se llama paramagnético (o
ferromagnético), y el campo magnético se fortalece por la presencia
del material. Si χ es negativa, el material es diamagnético, y el
campo magnético se debilita en presencia del material

Campos magnéticos

Campos magnéticos
El campo magnético...