Tecnologia de materiales

Tecnología de Materiales
Ciclo de Histéresis magnética

Materiales Magnéticos

En física se encuentra, por ejemplo, magnética si al magnetizar un ferromagneto éste mantiene la señal magnética tras retirar el campo magnético que la ha inducido. También se puede encontrar el fenómeno en otros comportamientos electromagnéticos, o los elásticos. La histéresis magnética es el fenómeno que permiteel almacenamiento de información en los imanes de los discos duros o flexibles de los ordenadores: el campo induce una magnetización en el pequeño imán, que se codifica como un 0 o un 1. Esta codificación permanece en ausencia de campo, y puede ser leída posteriormente, pero también puede ser invertida aplicando un campo en sentido contrario. Para poder conocer el ciclo de histéresis de unmaterial, se puede utilizar el magnetómetro de Köpsel, que se encarga de proporcionarle al material ferro magnético los cambios senoidales de la corriente eléctrica para modificar el sentido de los imanes.

Curva de histéresis de magnetización. En electrotecnia se define la histéresis magnética como el retraso de la inducción respecto al campo que lo crea. Se produce histéresis al someter al núcleo aun campo creciente, los imanes elementales giran para orientarse según el sentido del campo. Al decrecer el campo, la mayoría de los imanes elementales recobran su posición inicial, sin embargo, otros no llegan a alcanzarla debido a los rozamientos moleculares conservando en mayor o menor grado parte de su orientación forzada, haciendo que persista un magnetismo remanente que obligue a ciertoretraso de la inducción respecto de la intensidad de campo. Las pérdidas por histéresis representan una pérdida de energía que se manifiesta en forma de calor en los núcleos magnéticos. Con el fin de reducir al máximo estas pérdidas, los núcleos se construyen de materiales magnéticos de características especiales. La pérdida de potencia es directamente proporcional al área de la curva de histéresis.Intensidad de Campo Magnético y flujo Magnético La figura 19-2 ilustra una bobina con n espiras. Cuando se hace pasar una corriente eléctrica a través de la bobina, se produce un campo magnético H; la intensidad del campo está dada por:

donde n es el número de espiras o vueltas, l es la longitud de la bobina (m), e I es la corriente (A). Por lo tanto, las unidades de H son entonces amper •vueltas/m, o simplemente A/m. Una unidad alterna para el campo magnético es el oersted, que se obtiene multiplicando A/m* . Cuando un campo magnético se aplica en un vacío, se inducen líneas de flujo magnético. El número de líneas de flujo, conocidas como densidad de flujo o como inductancia B, está relacionado con el campo aplicado mediante

donde B es la inductancia, H es el campo magnético y esuna constante conocida como permeabilidad magnética del vacío. Si H se expresa en oersted, entonces B estará en gauss y será igual a 1 gauss/oersted. En un conjunto alterno de unidades, H está en A/m, B está en tesla (también 2 conocido como weber/m ) y, es igual a Weber/A • m (también conocido como henry/m). Cuando colocamos un material dentro del campo magnético, la densidad del flujo magnéticoqueda determinada por la forma en que los dipolos magnéticos inducidos y permanentes interactúan en el campo. La densidad de flujo es ahora

donde µ es la permeabilidad del material dentro del campo. Si los momentos magnéticos refuerzan el campo aplicado, entonces µ > µ0, y se crea un número mayor de líneas de flujo que pueden efectuar trabajo, y se amplifica el campo magnético. Sin embargo, silos momentos magnéticos se oponen al campo, entonces µ < µ0. Reluctancia La reluctancia magnética de un material, es la resistencia que éste posee al verse influenciado por un campo magnético. Se define como la relación entre la fuerza magnetomotriz (f.m.m.) (la unidad del SI es el amperio, aunque a menudo se la llama amperio vuelta) y el flujo magnético (SI: weber). La reluctancia R de un...