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MATERIALES MAGNETICOS(LENIN MOSQUERA;SEGUNDO A) - Coggle Diagram

- - - - Otra característica de los imanes es que los polos no se pueden separar. Si un imán se rompe en dos partes no se obtienen un polo norte y un polo sur sino que se obtienen dos imanes, cada uno de ellos con un polo norte y un polo sur.
        
        Si tenemos un imán suspendido por un hilo colocado en su centro de gravedad, observamos que siempre queda orientado hacia una misma dirección. Uno de los polos se orienta hacia el norte y otro hacia el sur, pues los polos del imán se alinean según los polos magnéticos de la Tierra, que actúa como imán natural.
        
        IMANTACION
        Es la densidad de momentos dipolares magnéticos de un material:
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        La mayor imanación que podemos encontrar en un material se alcanza cuando todos los momentos dipolares de dicho material se han orientado en la misma dirección.
        En la mayoría de los materiales, la magnetización aparece cuando se les aplica un campo magnético. En los materiales ferromagnéticos, la magnetización puede tener valores altos y existir aun en ausencia de un campo magnético externo.
        
        Para describir la imanación se recurre a tres campos promediados en el espacio , , , que describen de forma macroscópica las cargas en movimiento, los momentos magnéticos cuánticos y el campo de inducción magnética .
- - - - Estas características de fácil imantación y desimantación permiten su utilización para construir circuitos magnéticos en aplicaciones con corriente alterna: transformadores, generadores, motores, etc. y también en otras aplicaciones donde el material debe desmagnetizarse con facilidad, como relés, electroimanes, accionamiento de servoválvulas, etc.
    - - Un imán permanente proporciona un campo magnético al exterior, al igual que una bobina por la que circula corriente. Gracias a ello, se emplean en la construcción de motores eléctricos y generadores de corriente continua. Las aplicaciones electrónicas incluyen imanes para auriculares, altavoces, timbres de teléfonos, etc.
- - - - CICLO DE HISTERESIS (también lazo o bucle de histéresis) de un determinado material magnético. Se supone que una bobina crea sobre dicho material magnético una intensidad de campo H, el cual induce en ese material magnético una inducción de valor B. Así a una intensidad de campo H0 le corresponderá una inducción de valor B0. Si ahora aumenta H (aumentando la corriente que circula por la bobina) hasta un valor H1, B también aumentará hasta B1. Pero si ahora restituimos H a su valor inicial H0 , B no vuelve a B0 , sino que toma un valor diferente B2. (Obsérvese que el camino "a la ida" es distinto que "a la vuelta" lo que implica que para restituir la inducción en el núcleo a su primitivo valor, es preciso aplicar una corriente suplementaria de signo opuesto).El punto S representa la saturación del núcleo magnético. Una vez saturado el núcleo, B no puede aumentar por mucho que lo haga H.
        
        PÉRDIDAS POR HISTÉRESIS
        Representan una pérdida deenergía que se manifiesta en forma de calor en los núcleos magnéticos. Con el fin de reducir al máximo estas pérdidas, los núcleos se construyen de materiales magnéticos de características especiales, como por ejemplo acero al silicio. La pérdida de potencia es directamente proporcional al área de la curva de histéresis.
- - - - Desde un punto de vista macroscópico, el campo magnético se puede medir con una cualquiera de las siguientes tres magnitudes físicas: la excitación magnética (también denominada fuerza o campo magnetizante), la intensidad de campo o con el flujo magnético .
        
        EXCITACIÓN MAGNÉTICA
        Desde un punto de vista físico, en el vacío H y B son equivalentes, salvo en una constante de proporcionalidad µo (permeabilidad del vacío), que depende del sistema de unidades (µo=1 en el sistema de Gauss y µo=4px10 -7 NA -2 en el SI). Solo se diferencian en medios materiales por el fenómeno de la magnetización
        
        El vector H depende sólo de las corrientes libres, es decir, con el movimiento de cargas libres y con los polos magnéticos, siendo su valor independiente de las corrientes de magnetización. Este hecho es lo que viene a definir la conocida Ley de Ampere para el vector H, que se describe mediante la siguiente ecuación:
        
        INTENSIDAD DE CAMPO MAGNÉTICO
        Como sucede en otros campos de fuerza, el campo magnético queda definido matemáticamente si se conoce el valor que toma en cada punto una magnitud vectorial, que recibe el nombre de intensidad de campo magnético. La intensidad del campo magnético, a veces denominada inducción magnética, se representa por la letra B y es un vector tal que en cada punto coincide en dirección y sentido con los de la línea de fuerza magnética correspondiente. También se le llama densidad de flujo magnético dado que:
        
        FLUJO MAGNÉTICO
        El flujo magnético se define como la integral extendida a la superficie S del producto escalar de B por el elemento de superficie dS en cada punto de la superficie
        
        Flujo en superficies cerradas
        La Ley de Gauss para el magnetismo, que es una de las cuatro ecuaciones de Maxwell, indica que el flujo magnético a través de una superficie cerrada es cero. Una superficie cerrada es una superficie sin límites, tales como la superficie de una esfera o de un cubo. Esta ley es consecuencia de la no existencia de monopolos magnéticos. La expresión para el cálculo del flujo en una superficie cerrada es la siguiente:
        
        Flujo a través de superficies abiertas
        En una superficie abierta atravesada por un campo magnético el flujo se calcula de la misma forma que en una superficie cerrada pero, en este caso, su valor no es necesariamente nulo.
        
        Flujo variable
        Se entiende como flujo variable aquel que no es constante a lo largo del tiempo, bien porque varía el vector campo magnético, bien porque varía la superficie que atraviesa. Por tanto, un flujo magnético variable puede generarse de varias formas:
- - - - Los Ferromagnéticos , cuyo valor de permeabilidad magnética relativa es muy superior a 1. Los materiales ferromagnéticos tienden a concentrar o atraer las líneas de campo en su interior. Son los materiales que "se pegan" a los imanes.
      - Los Paramagnéticos o no magnéticos, cuya permeabilidad relativa es aproximadamente 1, se comportan como el vacío.
      - Los Diamagnéticos poseen una permeabilidad magnética relativa inferior a 1.
        Los materiales diamagnéticos repelen el campo magnético, haciendo que éste pase por el exterior del material. En general, esta acción diamagnética es muy débil, y no es comparable (pero a la inversa) al efecto que produce el campo magnético sobre los materiales ferromagnéticos. Un ejemplo de material diamagnético es el cobre.
- - - - Señales de susceptibilidad: diamagnetismo y otras manifestaciones magnéticas
        Si χ es positiva para un material, este puede ser paramagnético. En tal caso, un campo magnético que lo atraviese se verá fortalecido por efecto de magnetización inducida. Por el contrario, si χ es negativa, el material es diamagnético y un campo magnético que le atraviese será debilitado. En forma general los materiales no magnéticos pueden ser para- o diamagnéticos pues no conservan un estado magnetizado permanentemente cuando la influencia magnética externa se extingue. Los materiales ferromagnéticos, ferrimagnéticos o antiferromagnéticos tienen susceptibilidad magnética positiva y mantienen su estado de magnetización después de que el campo que lo ha causado ya no existe.