materiales magneticos

MATERIALES MAGNETICOS

Bibliografía consultada

•Sears- Zemasnky -Tomo II
•Fisica para Ciencia de la Ingeniería, Mckelvey
•Serway- Jewett --Tomo II

1

MOMENTO MAGNÉTICO DE LOS ATOMOS
e  1.61019 C;

t  1016 s

Espira de corriente I
v

q
I
 1.6 10 3 A
t



0 m
B int 
2 x 3

e
I

m  IA 
m

e
e
1
r 2 
r 2  e v r
2r v
t
2

h

momento angular orbital  L  r  mv  me vr  N
NZ
2
h
1 e
h= cte. De Planck
 1,05 1034 J .s
m
L
2
2m
e

Magneton de Bohr

e.h
mB 
 9,27 10  24 J
T
4m e

m  N mB

NZ

2

CLASIFICACIÓN
Materiales Diamagnéticos: se magnetizan débilmente en el sentido opuesto al del
campo magnético aplicado. Resulta así que aparece una fuerza de repulsión sobre el
cuerporespecto del campo aplicado.
Materiales Paramagnéticos :átomos con un momento magnético neto, que
tienden a alinearse paralelo a un campo aplicado (se magnetizan débilmente en el
mismo sentido que el campo magnético aplicado) . Los efectos son prácticamente
imposibles de detectar excepto a temperaturas extremadamente bajas o campos
aplicados muy intensos.
Ejemplos de materiales paramagnéticos:aluminio y sodio.

Bext

Bext
Bext

m
3

Materiales Ferromagnéticos se magnetizan fuertemente. En los materiales
ferromagnéticos los momentos magnéticos individuales de grandes grupos de átomos o
moléculas se mantienen alineados entre sí debido a un fuerte acoplamiento, aún en
ausencia de campo exterior. Estos grupos se denominan dominios, y actúan como un
pequeño imán permanente.Los dominios tienen tamaños entre 10-12 y 10-8 m3 y
contienen entre 1021 y 1027 átomos.

Dominios Magnéticos

4

MAGNETIZACIÓN

X
X

A
BExt
IM= Corriente total de imantación



m T  I M .A



mT
M  Vector Magnetización 
vol


mT 




M dvol
5

CIRCULACION de M

IM

material magnetico

c
b

dl

B
M

r

a

b

A

c

dvol  A dl•Núcleo del toroide de un material magnético.
•N Espiras de corriente I
•A area lateral del toroide

dm T d( A I M ) dI M
M


dvol
Adl
dl



 
M .d l 
M

dl





M dl  dI M  I M



 
M .d l  I M
6

LEY DE AMPERE
I

IM
I

c
b
r




 
B.d l   0

 

B.d l   0 N I  I M    0  N I 



B  
MH
0



I•Núcleo del toroide de un
material magnético.
•N Espiras de corriente I
•A area lateral del toroide

concatenada

 
M .d l 





B  
  M .d l  N I


 0


Vector excitación Magnética
7

Resumiendo, en presencia de materiales magnéticos, las ecuaciones para B, H
y M son

 
H .d l 
I
 
B.d l   0 I totales   0









M.d l  I M
 
B dA  0


 
B   0 H  M 

 I  I 
M

A
H   M  
m

m   T m 2  Weber  Wb




B  T  Wb
2
m



 
H .d l 

I

La circulación de H depende solo de las corrientes libres La
circulación de H no depende del medio. Pero H si!!!!!


 
 
B  
H .dA    M .dA   M .dA


 0

 
 
si
M .dA  0  H.dA  H no depende del medio











8

Materiales Diamagnéticos y Diamagnéticos
Materiales lineales



M  m H

= susceptibilidad magnética= cte.= adimensional

 r  1  m 




B   0 1   m H   0  r H



B H

= Permeabilidad
magnética

paramagneti cos    0
diamagneti cos

  0

A altas temperatura la agitacióntérmica impide la alineación de los momentos mag. con un B
externo.
Al aumentar T ,  disminuye
Pierre Curie demostró, para materiales paramagnéticos:

B
MC
T

C  cte de Curie

Si B  0  M  0
9

Toroide de material magnético lineal con N espiras de
r
corriente I
dl



 
H.d l 

I


ˆ
Por simetría H  H(r )

y

I concatenadas=0



 
H .d l  H(r...