propiedades de la materia

Tema 6
Fundamentos de las propiedades
magnéticas de la materia.
Objetivo:
El
alumno
describirá
las
características magnéticas de los materiales.

Contribución magnética de
los átomos.
El comportamiento
de los materiales
se puede explicar
por el giro de los
electrones
alrededor
del
núcleo.

Contribución magnética de
los átomos.
El electrón representa una espira de
corriente, ya que en cadasegundo puede
pasar varias veces por un punto cualquiera
de la trayectoria circular.
i = q e f [A

]

donde

f =

ω
v
=
2π
r 2π

Momento dipolar magnético
La
corriente
produce
un
momento
dipolar
magnético
pm,
como se muestra
en la figura.

Materiales diamagnéticos
Materiales que tienden a
orientarse
en
sentido
contrario a las líneas del
campo magnético. A estos
materiales se les llama
diamagnéticos,como
ejemplo
típico
se
encuentra el carbón, el
plomo, el cobre, el agua,
etc.

Materiales paramagnéticos.
Materiales que experimentan
una fuerza en la dirección del
campo, es decir, son atraídos
por el imán pero de manera
muy débil. A estos se les
conoce
como
paramagnéticos,
como
ejemplo se menciona al
aluminio, al sodio, al platino,
etc.

Materiales ferromagnéticos.
Materiales que son
atraídoscon mayor
fuerza
que
los
anteriores, por el
imán, se les llama
ferromagnéticos y el
ejemplo
más
conocido es el fierro.

Vector magnetización.
Si en un material de volumen V, se tienen N
dipolos magnéticos, el momento dipolar
n
magnético total se expresa por: r
r
p mT =

El vector
magnetización
r
se M define como el
momento
dipolar
magnético total
por
unidad de volumen

∑p

mi

i =1

r
r p mT
M=V

A
m
 

Materiales ferromagnéticos
En esta clase de materiales los momentos
dipolares tienden a alinearse, aun sin la
existencia de campo magnético externo,
formando regiones dentro del material
denominadas dominios.
Cuando se aplica un campo magnético externo
estos dominios crecen a expensas de otros en la
dirección del campo magnético aplicado,
obteniendo un vector magnetización.Materiales ferromagnéticos.
Dominios

Materiales ferromagnéticos.
Los
materiales
ferromagnéticos,
compuestos de hierro y sus aleaciones con
cobalto, gadolinio, níquel y otros metales,
son los materiales magnéticos más
comunes. Sus permeabilidades relativas
son mucho mayor que la unidad.
http://www.paginadigital.org/articulos/2004/
2004seg/tecnologia1/sica26cccc-3pl.asp
Imán y desarmador es un buenejemplo.

Magnetización de la materia
Cuando el material es homogéneo la
magnetización
tiene la dirección del
campo magnético aplicado y es causante
de producir un campo magnético como un
imán..

Magnetización de la materia
El vector intensidad de campo magnético es
el vector resultante de la diferencia del
campo magnético y el vector magnetización
y da una indicación del campo magnético
en todo elmaterial.
r
r
r r
B r A r
H=
− M  ; B = µ 0 H + M
µ0
m

(

)

Parámetros usados para describir el
comportamiento magnético de las
sustancias
El campo vector intensidad magnética (H) (que se
ha considerado tradicionalmente el campo
principal, ya que se puede relacionar con las
cargas, masas o polos magnéticos) y el vector
magnetización
(momento dipolar magnético
promedio por átomo pornúmero de átomos por
unidad de volumen) se relacionan a través de la
susceptibilidad magnética:
r
r
A
M = χ m H 
m

Parámetros usados para describir el
comportamiento magnético de las
sustancias

El campo magnético se puede expresar como:

B = µ 0 (1 + χ m )H [T ]

Parámetros usados para describir el
comportamiento magnético de las
sustancias

De manera análoga al caso de
dieléctricos,
se
puededefinir
permeabilidad del medio como:

 Wb 
µ = µ 0 (1 + χ m ) 

A
⋅
m


Por lo tanto:

B = µH [T ]

los
la

Curvas de histéresis
En muchos materiales ferromagnéticos la
relación entre la magnetización y el campó
magnético externo es diferente cuando el
campo magnético externo está aumentando
que cuando está disminuyendo. Este
comportamiento se llama histéresis y
generalmente la...