Propiedades Magneticas De Los Materiales
Páginas: 5 (1114 palabras)
Publicado: 27 de febrero de 2013
pied3. PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE LOS MATERIALES
3.1 CONCEPTOS BÁSICOS
•
Fuerzas magnéticas: movimiento de partículas cargadas eléctricamente. Existen dipolos magnéticos (análogos a dipolos eléctricos): son influenciados por campos magnéticos.
•
•
Campo magnético ejerce fuerza que tiende a orientar los dipolos en dirección del campo. Intensidad de campo magnético: H [Am-1], es elcampo magnético aplicado externamente.
•
•
Definición de H: integral de línea en una curva cerrada es igual a la corriente encerrada:
r ∫ H •dl = I
•
Inducción magnética o densidad de flujo magnético, B [Wb m-2] o [Tesla]: Es magnitud de la intensidad de campo magnético dentro de una sustancia sometida a campo H.
•
B y H están relacionados por la permeabilidad, µ [Wb A-1m-1]B = µH
• •
En el vacío: B=µoH, donde =4πx10-7 Wb A-1m-1 µ π En general: µr : permeabilidad relativa
B = µo µ r H
•
Es medida del grado con que un material puede ser magnetizado. Facilidad con que se puede inducir un campo B en presencia de un campo H aplicado externamente.
•
•
Magnetización de un sólido:
• •
Cuando existe H dipolos magnéticos en el material tienden aalinearse con el campo ⇒ hay contribución adicional proporcional a H:
Bo = µo H + µo M M = χmH
•
χm : susceptibilidad magnética
χ m = µr − 1
•
Analogía con dieléctricos:
• • • •
B=µH ↔ D=εE (desplazamiento dieléctrico) µ ε H↔E µ↔ε M↔P
Magnitud
Inducción magnétca Intensidad de campo magnético Magnetización Permeabilidad del vacío Permeabilidad relativa
Símbolo UnidadesSI
B H M Tesla (Wb m-2) kg s-1C-1 Am-1 C m-1 s-1 Am-1 C m-1 s-1 henrio m-1 (Wb A-1 m-1) kg m C-2 sin unidades sin unidades
Unidades cgs
gauss oersted maxwell cm-2 sin unidades (uem) sin unidades sin unidades
Conversión
1 Wb m-2 = 104 gauss Am-1 = 4π×10-3 oersted Am-1 = 10-3 maxwell cm-2 4π×10-7 H m-1 = 1 uem
µo
µr µ’ (cgs) χm Susceptibilidad χ’m (cgs)
µr=µ’ χm=4πχ’m
3.2 ORIGENDE LOS MOMENTOS MAGNÉTICOS
•
Propiedades magnéticas macroscópicas: consecuencia de momentos magnéticos asociados a electrones individuales. Origenes:
•
•
Movimiento orbital alrededor del núcleo (analogía con espira): momento magnético a lo largo de eje de rotación. Rotación en torno a su eje: spin del e-; momento magnético a lo largo de eje de spin (spin hacia “arriba” o “abajo”).
• •
Momento magnético fundamental: magnetón de Bohr: µB = 9,27 × 10-24 A m-2
•
Momento magnético de spin en un átomo: ±µB
•
Momento magnético orbital: mlµB (ml: número cuántico magnético del e-)
Callister 21.4
•
Momento magnético de un átomo = suma momentos magnéticos de c/u de sus e(incluye contribuciones orbitales y de spin) Atomo con sus niveles electrónicoscompletamente llenos: no puede ser magnetizado en forma permanente
•
•
Ejemplos: • Gases nobles: He, Ne, Ar, etc. • Algunos materiales iónicos
•
Ahora clasificaremos a los sólidos según: • Magnitud de la susceptibilidad • Dependencia de χm con la temperatura
3.3 DIAMAGNETISMO Y PARAMAGNETISMO 3.3.1 DIAMAGNETISMO
• • •
Forma muy débil de magnetismo No es permanente Persiste sólo mientrascampo externo está presente (H) Magnitud de momento magnético inducido es muy pequeña (en dirección opuesta a campo aplicado) ⇒ µr≈0. ≈ MATERIALES PARAMAGNÉTICOS Material χm
Aluminio Cromo Cloruro de Cromo Sulfato de manganeso Molibdeno Sodio Titanio Zirconio
•
•
•
•
•
2,07 x 10-5 3,13 x 10-4 1,51 x 10-3 3,70 x 10-3 1,19 x 10-4 8,48 x 10-6 1,81 x 10-4 1,09 x 10-4
•Materiales diamagnéticos y paramagnéticos son considerados no magnéticos: sólo presentan magnetización en presencia de campo externo. Densidad de flujo es baja: B≈Bo ≈
•
3.4 FERROMAGNETISMO
•
Algunos materiales poseen: • momento magnético permanente en ausencia de H • magnetizaciones muy grandes ¿Qué materiales? • Fe (con estructura bcc, ferrita α) • Co • Ni • Algunos elementos de tierras...
3.1 CONCEPTOS BÁSICOS
•
Fuerzas magnéticas: movimiento de partículas cargadas eléctricamente. Existen dipolos magnéticos (análogos a dipolos eléctricos): son influenciados por campos magnéticos.
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•
Campo magnético ejerce fuerza que tiende a orientar los dipolos en dirección del campo. Intensidad de campo magnético: H [Am-1], es elcampo magnético aplicado externamente.
•
•
Definición de H: integral de línea en una curva cerrada es igual a la corriente encerrada:
r ∫ H •dl = I
•
Inducción magnética o densidad de flujo magnético, B [Wb m-2] o [Tesla]: Es magnitud de la intensidad de campo magnético dentro de una sustancia sometida a campo H.
•
B y H están relacionados por la permeabilidad, µ [Wb A-1m-1]B = µH
• •
En el vacío: B=µoH, donde =4πx10-7 Wb A-1m-1 µ π En general: µr : permeabilidad relativa
B = µo µ r H
•
Es medida del grado con que un material puede ser magnetizado. Facilidad con que se puede inducir un campo B en presencia de un campo H aplicado externamente.
•
•
Magnetización de un sólido:
• •
Cuando existe H dipolos magnéticos en el material tienden aalinearse con el campo ⇒ hay contribución adicional proporcional a H:
Bo = µo H + µo M M = χmH
•
χm : susceptibilidad magnética
χ m = µr − 1
•
Analogía con dieléctricos:
• • • •
B=µH ↔ D=εE (desplazamiento dieléctrico) µ ε H↔E µ↔ε M↔P
Magnitud
Inducción magnétca Intensidad de campo magnético Magnetización Permeabilidad del vacío Permeabilidad relativa
Símbolo UnidadesSI
B H M Tesla (Wb m-2) kg s-1C-1 Am-1 C m-1 s-1 Am-1 C m-1 s-1 henrio m-1 (Wb A-1 m-1) kg m C-2 sin unidades sin unidades
Unidades cgs
gauss oersted maxwell cm-2 sin unidades (uem) sin unidades sin unidades
Conversión
1 Wb m-2 = 104 gauss Am-1 = 4π×10-3 oersted Am-1 = 10-3 maxwell cm-2 4π×10-7 H m-1 = 1 uem
µo
µr µ’ (cgs) χm Susceptibilidad χ’m (cgs)
µr=µ’ χm=4πχ’m
3.2 ORIGENDE LOS MOMENTOS MAGNÉTICOS
•
Propiedades magnéticas macroscópicas: consecuencia de momentos magnéticos asociados a electrones individuales. Origenes:
•
•
Movimiento orbital alrededor del núcleo (analogía con espira): momento magnético a lo largo de eje de rotación. Rotación en torno a su eje: spin del e-; momento magnético a lo largo de eje de spin (spin hacia “arriba” o “abajo”).
• •
Momento magnético fundamental: magnetón de Bohr: µB = 9,27 × 10-24 A m-2
•
Momento magnético de spin en un átomo: ±µB
•
Momento magnético orbital: mlµB (ml: número cuántico magnético del e-)
Callister 21.4
•
Momento magnético de un átomo = suma momentos magnéticos de c/u de sus e(incluye contribuciones orbitales y de spin) Atomo con sus niveles electrónicoscompletamente llenos: no puede ser magnetizado en forma permanente
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Ejemplos: • Gases nobles: He, Ne, Ar, etc. • Algunos materiales iónicos
•
Ahora clasificaremos a los sólidos según: • Magnitud de la susceptibilidad • Dependencia de χm con la temperatura
3.3 DIAMAGNETISMO Y PARAMAGNETISMO 3.3.1 DIAMAGNETISMO
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Forma muy débil de magnetismo No es permanente Persiste sólo mientrascampo externo está presente (H) Magnitud de momento magnético inducido es muy pequeña (en dirección opuesta a campo aplicado) ⇒ µr≈0. ≈ MATERIALES PARAMAGNÉTICOS Material χm
Aluminio Cromo Cloruro de Cromo Sulfato de manganeso Molibdeno Sodio Titanio Zirconio
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2,07 x 10-5 3,13 x 10-4 1,51 x 10-3 3,70 x 10-3 1,19 x 10-4 8,48 x 10-6 1,81 x 10-4 1,09 x 10-4
•Materiales diamagnéticos y paramagnéticos son considerados no magnéticos: sólo presentan magnetización en presencia de campo externo. Densidad de flujo es baja: B≈Bo ≈
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3.4 FERROMAGNETISMO
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Algunos materiales poseen: • momento magnético permanente en ausencia de H • magnetizaciones muy grandes ¿Qué materiales? • Fe (con estructura bcc, ferrita α) • Co • Ni • Algunos elementos de tierras...
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