materiales magneticos

MATERIALES MAGNETICOS
Los materiales magnéticos son importantes para el área de la ingeniería eléctrica. En general hay dos tipos principales: materiales magnéticos blandos y magnéticos duros. Los blandos se utilizan en aplicaciones en las cuales el material debe imantarse y desimantarse fácilmente, como en núcleos de transformadores para la distribución de energía eléctrica y como materialespara estatores y rotores de motores y generadores. Por otra parte, los materiales magnéticos duros se utilizan para aplicaciones que requieran imanes que no se desimanen fácilmente, como en los imanes permanentes de los altavoces, receptores telefónicos, motores síncronos sin escobillas y motores de arranque para automóviles.

BASES DE FÍSICA DE CAMPOS MAGNÉTICOS
El magnetismo tiene unanaturaleza dipolar, siempre hay dos polos magnéticos o centros del campo magnético, separados una distancia determinada, y este comportamiento dipolar se extiende hasta los pequeños dipolos magnéticos encontrados en algunos átomos. El campo magnético se produce o bien por materiales imanados (metales como hierro, cobalto y níquel una vez imanados a temperatura ambiente pueden generar un fuerte campomagnético a su alrededor) o por conductores portadores del corriente eléctrica. La presencia de un campo magnético rodeando una barra imanada de hierro puede observarse por la dispersión de pequeñas partículas de hierro espolvoreadas sobre una hoja de papel localizada encima de la barra de hierro. La barra imanada posee dos polos magnéticos, y las líneas del campo magnético salen de un polo y entran enel otro.









Para un solenoide de n vueltas y longitud l, la intensidad del campo magnético H es:

H=

El campo magnético exterior al solenoide con una barra de hierro situada en su interior es mayor que sin la barra (Fig.2b). El aumento del campo magnético fuera del solenoide es debido a la suma del campo generado por el solenoide y el campo magnético extremo a la barraimanada. El nuevo campo magnético resultante se denomina inducción magnética, o densidad de flujo, o simplemente inducción y se denota por el símbolo B. Se determina como:


Donde M la componente del campo debido a la barra y se denomina intensidad de imanación o simplemente imanación, y μ0 es la permeabilidad en el espacio libre = 4π·10-7 Tesla-metro por amperio (T·m/A).
La unidad del SI para B esel Weber por metro cuadrado (Wb/m2), o el Tesla (T), y la unidad del SI para H y M es el Amperio por metro (A/m). La unidad CGS para B es el gauss (G) y para H el oersted (Oe).


El incremento del campo magnético debido a la presencia de un material imanado se expresa utilizando permeabilidad magnética μ, definida como:


Donde µr es la permeabilidad magnética relativa, una característicaadimensional.
En cierta forma, la permeabilidad magnética de los materiales magnéticos es análoga a la constante dieléctrica de los materiales dieléctricos. Sin embargo, la permeabilidad magnética de un material ferromagnético no es una constante sino que varía cuando el material es imanado.


Dado que la imanación de un material magnético es proporcional al campo aplicado, el factor deproporcionalidad llamado susceptibilidad magnética χM se define como:



TIPOS DE MAGNETISMO EN MATERIALES

Cuando los electrones se mueven en un hilo conductor se genera un campo magnético alrededor del hilo. El magnetismo de los materiales también es debido al movimiento de los electrones, pero en este caso los campos y fuerzas magnéticas son causados por el espín de los electrones y su movimientoorbital alrededor del núcleo. Cada electrón, que gira alrededor de su propio eje, se comporta como un dipolo magnético y posee un momento dipolar denominado magnetón de Bohr μB. Este momento dipolar tiene el valor de:










Dependiendo de peculiaridades de estructura electrónica de materiales se distinguen diferentes tipos de materiales magnéticos.

Materiales diamagnéticos...