Ferritas. Aplicaciones En Electrónica
Páginas: 11 (2746 palabras)
Publicado: 2 de septiembre de 2011
GRADO EN INGENIERÍA ELECTRICA ELECTRONICA Y AUTOMATICA
FUNDAMENTOS Y TECNOLOGIA DE MATERIALES
ETSII-UNED
Ferritas. Características, propiedades y aplicaciones en el campo de la electricidad, electrónica y automática.
1.- Objetivos:
El presente artículo pretende divulgar el conocimiento de las ferritas, como material desde el punto de vista de sus propiedades magnéticas y con unaclara orientación a sus aplicaciones en los campos de la electricidad, electrónica y automática.
Su carácter pretende ser mas divulgativo que académico; por lo que se ha cuidado su inteligibilidad, huyendo del uso de los modelos matemáticos o de la abstracción hasta donde fue posible, pero sin dejar por ello de cubrir el nivel de conocimientos exigido en este curso de primero de carrera.
2.-Desarrollo
MATERIALES DE UTILIDAD INDUSTRIAL POR SUS PROPIEDADES MAGNÉTICAS:
Muchos dispositivos eléctricos o electrónicos como motores, generadores de corriente, relés, transformadores, etc, basan su diseño en las propiedades magnéticas que presentan los materiales con los que se fabrican.
Se emplean, desde hace mucho tiempo, materiales como hierro o sus aleaciones para confinar el flujomagnético en cierta región y potenciar, así, sus efectos. Recientemente ha habido un avance en este campo de la tecnología de materiales con el desarrollo nuevas aleaciones o compuestos como el alnico neodimnio o las ferritas de tierras raras.
Se puede entender mucho mejor el funcionamiento de ese tipo de dispositivos estudiando la naturaleza magnética de la materia y eso es lo que se pretendecon el presente trabajo.
PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE LA MATERIA:
Según la teoría clásica atómica (modelo de átomo de Bohr), los electrones que orbitan alrededor del núcleo, dotados de carga eléctrica negativa, producen un campo magnético orientado perpendicularmente a su órbita.
Cierto que el modelo atómico actual se rige por los principios de la física cuántica pero podemos, aun así usar elmodelo antiguo para explicar muchas de sus propiedades.
Además, cada electrón está animado por un movimiento de rotación sobre su eje que aporta también un momento magnético.
En los átomos con número par de electrones, se anulan unos a otros pero en los que tienen un número impar, siempre hay un momento magnético atómico causado por ese átomo “sin pareja”.
En general, los átomos, y susorbitales, están orientados al azar en la materia y sus momentos magnéticos se anulan resultando el momento total magnético nulo. Pero si los momentos atómicos estuviesen total o parcialmente alineados, existiría un momento magnético neto del material que podría ser, como máximo, igual al número de átomos multiplicado por el momento atómico individual.
El núcleo del átomo puede presentar también unmomento atómico pero es del orden de mil veces más pequeño que el del un electrón y no lo consideraremos.
Los momentos atómicos individuales pueden alinearse entre sí a base de aplicar un campo magnético desde el exterior. Llamamos a eso magnetizar el material y a la relación entre magnetización y campo aplicado le llamamos susceptibilidad magnética (x).
[pic]
Llamaremos permeabilidadmagnética (que definiremos con la letra griega mu, a la capacidad de los materiales de atraer y hacer pasar a través de ellos los campos magnéticos.
Suele definirse relacionando su valor con el del vacío:
Las dos propiedades están relacionadas según la fórmula siguiente:
μ = μ0(1 + χ).
Su valor está muy relacionado con las propiedades magnéticas de los materiales, clasificándose estos, según supermeabilidad en ferromagnéticos (permeabilidad relativa mucho mayor que 1), diamagnéticos (valor 1 de permeabilidad relativa) o diamagnéticos (permeabilidad relativa menor que 1).
MATERIALES PARAMAGNÉTICOS (Al, O2, …):
Sus átomos tienen un momento dipolar muy débil. Si no hay un campo externo, esa interacción es insuficiente para alinear los momentos magnéticos.
Si le aplicamos un campo...
FUNDAMENTOS Y TECNOLOGIA DE MATERIALES
ETSII-UNED
Ferritas. Características, propiedades y aplicaciones en el campo de la electricidad, electrónica y automática.
1.- Objetivos:
El presente artículo pretende divulgar el conocimiento de las ferritas, como material desde el punto de vista de sus propiedades magnéticas y con unaclara orientación a sus aplicaciones en los campos de la electricidad, electrónica y automática.
Su carácter pretende ser mas divulgativo que académico; por lo que se ha cuidado su inteligibilidad, huyendo del uso de los modelos matemáticos o de la abstracción hasta donde fue posible, pero sin dejar por ello de cubrir el nivel de conocimientos exigido en este curso de primero de carrera.
2.-Desarrollo
MATERIALES DE UTILIDAD INDUSTRIAL POR SUS PROPIEDADES MAGNÉTICAS:
Muchos dispositivos eléctricos o electrónicos como motores, generadores de corriente, relés, transformadores, etc, basan su diseño en las propiedades magnéticas que presentan los materiales con los que se fabrican.
Se emplean, desde hace mucho tiempo, materiales como hierro o sus aleaciones para confinar el flujomagnético en cierta región y potenciar, así, sus efectos. Recientemente ha habido un avance en este campo de la tecnología de materiales con el desarrollo nuevas aleaciones o compuestos como el alnico neodimnio o las ferritas de tierras raras.
Se puede entender mucho mejor el funcionamiento de ese tipo de dispositivos estudiando la naturaleza magnética de la materia y eso es lo que se pretendecon el presente trabajo.
PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE LA MATERIA:
Según la teoría clásica atómica (modelo de átomo de Bohr), los electrones que orbitan alrededor del núcleo, dotados de carga eléctrica negativa, producen un campo magnético orientado perpendicularmente a su órbita.
Cierto que el modelo atómico actual se rige por los principios de la física cuántica pero podemos, aun así usar elmodelo antiguo para explicar muchas de sus propiedades.
Además, cada electrón está animado por un movimiento de rotación sobre su eje que aporta también un momento magnético.
En los átomos con número par de electrones, se anulan unos a otros pero en los que tienen un número impar, siempre hay un momento magnético atómico causado por ese átomo “sin pareja”.
En general, los átomos, y susorbitales, están orientados al azar en la materia y sus momentos magnéticos se anulan resultando el momento total magnético nulo. Pero si los momentos atómicos estuviesen total o parcialmente alineados, existiría un momento magnético neto del material que podría ser, como máximo, igual al número de átomos multiplicado por el momento atómico individual.
El núcleo del átomo puede presentar también unmomento atómico pero es del orden de mil veces más pequeño que el del un electrón y no lo consideraremos.
Los momentos atómicos individuales pueden alinearse entre sí a base de aplicar un campo magnético desde el exterior. Llamamos a eso magnetizar el material y a la relación entre magnetización y campo aplicado le llamamos susceptibilidad magnética (x).
[pic]
Llamaremos permeabilidadmagnética (que definiremos con la letra griega mu, a la capacidad de los materiales de atraer y hacer pasar a través de ellos los campos magnéticos.
Suele definirse relacionando su valor con el del vacío:
Las dos propiedades están relacionadas según la fórmula siguiente:
μ = μ0(1 + χ).
Su valor está muy relacionado con las propiedades magnéticas de los materiales, clasificándose estos, según supermeabilidad en ferromagnéticos (permeabilidad relativa mucho mayor que 1), diamagnéticos (valor 1 de permeabilidad relativa) o diamagnéticos (permeabilidad relativa menor que 1).
MATERIALES PARAMAGNÉTICOS (Al, O2, …):
Sus átomos tienen un momento dipolar muy débil. Si no hay un campo externo, esa interacción es insuficiente para alinear los momentos magnéticos.
Si le aplicamos un campo...
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