Propiedades magneticas

PROPIEDADES MAGNÉTICAS El magnetismo es el fenómeno por el cual los materiales muestran una fuerza atractiva ó repulsiva ó influyen en otros materiales, ha sido conocido por cientos de años. Sin embargo, los principios y mecanismos que explican el fenómeno magnético son complejos y refinados y su entendimiento fue eludido hasta tiempos relativamente recientes. Muchos de nuestros dispositivosmodernos cuentan con materiales inagnéticos; estos incluyen generadores eléctricos y transformadores, motores eléctricos, radio y TV., teléfonos, computadores y componentes de sistemas de reproducción de sonido y video. El hierro, algunos aceros y la magnetita son ejemplos bien conocidos de materiales que exhiben propiedades magnéticas. No tan familiar sin embargo, es el hecho de que todas lassustancias están influidas de una u otra forma por la presencia de un campo magnético. 1. CONCEPTOS BÁSICOS: 1.1 Campos Magnéticos. La presencia de un campo magnético rodeando una barra imanada de hierro se puede observar por la dispersión de pequeñas partículas de hierro espolvoreadas sobre un papel colocado encima de una barra de hierro.

Figura 1. Forma del campo magnético formado por partículasmagnéticas espolvoreadas sobre una superficie afectada por una barra imanada La figura generada por dichas partículas muestra que la barra imanada tiene dos polos magnéticos y las líneas del campo magnético salen de un polo y entran en el otro. En general el magnetismo presenta una naturaleza dipolar; siempre hay dos

polos magnéticos ó centros del campo magnético, separados una distanciadeterminada. Los campos magnéticos también son producidos por conductores portadores de corriente. La figura 2 muestra la formación de un campo magnético alrededor de una larga bobina de hilo de cobre, llamada selenoide, cuya longitud es mayor que su radio.

Figura 2. Selenoide con y sin barra imanada en su interior Para un selenoide de n vueltas y longitud L, la intensidad del campo magnético H es: H =0.4π ni L

n: número de vueltas. i: corriente. L: longitud del alambre. [ H ]= Amp/m ó Oersted (Oe) 1Amp / m = 4π x 10-3 Oe 1.2 Inducción Magnética. Si se coloca una barra de hierro desimanada dentro del selenoide, se obtiene que el campo magnético exterior al selenoide es mayor con la barra imanada dentro del selenoide , (ver figura 2). El aumento del campo magnético fuera del

selenoide sedebe a la suma del campo generado por el selenoide y el campo magnético externo a la barra imanada. El nuevo campo magnético resultante se denomina inducción magnética ó densidad del flujo ó simplemente inducción y se denota por B. La inducción B es la suma del campo aplicado H y el campo externo proveniente de la imanación de la barra dentro del selenoide. El momento magnético inducido porunidad de volumen debido a la barra se denomina intensidad de imanación o simplemente imanación y se denomina por M. en el SI de unidades: B = µ0H +µ0M = µ0(H +M) donde µ0 es la permeabilidad en el espacio libre µ0 = 4π x 10-7 tesla. Metro/A Tm/A 1T= 1Wb / m 2 = 1V.s / m 2 la unidad de B es la SI es la tesla ó el Wb/m2. La unidad cgs para B es la Gauss y para H es el Oe.

Tabla 1. Magnitudesmagnéticas y sus unidades Magnitud magnética B (inducción magnética) H (campo aplicado) M (imanación) Unidades SI (mks) Weber/metro tesla (T)
2

Unidades cgs

(Wb/m 2) o Gauss (G) Oersted (Oe)

Amperio / metro (A/m) Amperio / metro (A/m)

Factores numéricos de conversión: 1 A / m = 4 π x 10 –3 Oe 1 Wb / m2 = 1.0 x 10 4 G Constante de permeabilidad: µ0 = 4π x 10 –7 T m/A

1.2 PermeabilidadMagnética. Cuando colocamos un material ferromagnético dentro de un campo magnético, aumenta la intensidad del campo magnético. Este incremento en la imanación se mide mediante una cantidad llamada permeabilidad magnética µ, definida como: µ=B/H Si el campo magnético se aplica al vacío, µ0 = B / H donde µ0 = 4π x 10-7 Tm / A Algunas veces es conveniente describir el comportamiento magnético de un...