Magnetizacion de los Materiales
Antes de empezar a hablar sobre materiales ferromagneticos es importante definir en que consiste la magnetizacion de materiales y el comportamiento de los mismos.
Para analizar y comprender como funciona el fenomeno de magnetizacion de materiales, debemos analizar a nivel atomico como es el comportamiento estos. El movimiento de electrones por unidad de tiempo, se conoce como corriente, esta misma produce un campo magnetico, partiendo de esta definicion y del movimiento del electron sobre el nucleo y sobre si mismo (spin), se producen campos magneticos internos Bi similares al campo magnetico que produce un alambre, cuyo movimiento electronico es tangencial al desplazamiento del mismo, el cual tiene un momento magnetico m=Ib S în, donde S es el area de la espira e Ib la corriente asociada a los movimientos del electron. En ausencia de un campo magnetico externo, m es cero, debido a la orientacion aleatoria de los electrones, en presencia de un campo magnetico B se alinean los electrones en la misma direccion del campo, y m diferente de cero, entonces se define la magnetizacion M como el momento magnetico dipolar por unidad de volumen.
Ecuacion (1)
Pero M se relacionada con H y B a travez de
Ecuacion(2)
Ademas
Ecuacion(3)
De donde xm es la razon de M a H,y se conoce como suceptivilidad magneticadel medio, la cual depende de las caracteristicas del elemento, que tan sensible es dicho material en presencia de un campo magnetico, como se puede observar en la figura (1) mientras mas sensible sea el material a la excitacion producida por el campo magnetico mas facilmente sera imantado.
Figura (1)
Sustituyendo la ecuacion (3) en la ecuacion (2) obtenemos
Ecuacion (4)Ademas
Ecuacion (5)De donde
Ecuacion (6)Donde u es la permeabilidad del material, u0 es la permeabilidad en el vacio y ur es la permeabilidad relativa del material.
Ferromagnetismo
Este fenomeno ocurre en materiales en los que los atomos tienen momento magnetico permanente relativamente grande y suceptivilidad magnetica del medio alta, (ur >>1, xm >>0), por lo cual tienen la forma de la figura (1), facilmente imantada en presencia de un campo magnetico B. Algunas de las caraceristicas de los materiales ferromagneticos se enuncian a continuacion:
- Se les puede llevar a un estado muy intenso de magnetizacion por medio de un campo magnetico.
- Retienen una cantidad considerable de su magnetizacion al retirarlos del campo.
- Pierden sus propiedades ferromagneticas y tienden a convertirse en materiales paramagneticos cuando superan la temperatura Curie, la cual depende del material
- Un aumento de campo magnetico les origina una variacion de flujo diferente de la variacion que originaria una disminucion igual de campo magnetico. Este atributo nos indica que las relaciones que expresan la induccion magnetica y la permeabilidad como funciones del campo magnetico no son nilineales ni uniformes.
Algunas de las propiedades de los materiales ferromagneticos se enuncian tambien a continuacion:
- Perminten concervar con facilidad lineas de campo magnetico acumulando densidad de flujo magnetico elevado.
- Delimitan y dirigen los campos magneticos en trayectorias bien definidas.
- Aparece una gran induccion magnetica al aplicarle un campo magnetico.
Los materiales ferromagneticos son de gran importancia, una de las finalidades que se le da a estos materiales es para proteger ciertos dispositivos de campos magneticos externos, entre mayor sea la permeabilidad del mateial mejor protejera contra perturbaciones mas intensas de campo magnetico externo.
En la siguiente tabla se presentan varios materiales ferromagneticos con sus permeabilidades.
BIBLIOGRAFIA
Sadiku, Matthew N.O. (1998). Elementos de Electromagnetismo. Oxford University Press. 2 ed.
WEBGRAFIA
http://www.sc.ehu.es/acpmiall/frame.php?load=CAPITULO_9/CAPITULO_9.html
