FERROMAGNETISMO PROFESOR: Edgar Castillo ALUMNO: Julián Guzmán MATERIA: Propiedades de las materias

¿Qué son? Son aquellos materiales que pueden ser magnetizados permanentemente al aplicarle un campo magnético externo tal como un imán natural o un electro imán.

El ferromagnetismo  es un fenómeno que no se debe sólo a propiedades atómico-moleculares sino que es un efecto colectivo que requiere una estructura sólida. Los materiales ferromagnéticos son elementos de transición, con una configuración en sus átomos que favorece la interacción entre los dipolos magnéticos, los cuales se alinean paralelamente dentro de zonas que se llaman dominios. 

Al aplicar un campo magnético a un material ferromagnético desmagnetizado (figura 2.), dado que su permeabilidad y la susceptibilidad magnética son superiores a uno, el campo en el interior del material es mayor al campo magnético aplicado. Esto se debe a que los dominios del material se orientan con el campo magnético exterior reforzándolo.

Si ahora se retira el campo externo, los efectos del campo aplicado no desaparecen por completo, quedando un magnetismo remanente, que es la causa de la existencia de los imanes permanentes. Este magnetismo remanente se origina porque los momentos magnéticos de los dominios no vuelven a su orientación original, quedando mayoritariamente orientados en la dirección del campo aplicado 

Estos materiales se utilizan para delimitar y dirigir a los campos magnéticos en trayectorias bien definidas (núcleo de transformadores, motores…). Permitiendo que las máquinas eléctricas tengan volúmenes razonables.

MATERIALES FERROMAGNÉTICOS Los materiales ferromagnéticos, compuestos de hierro y sus aleaciones con cobalto, tungsteno, níquel, aluminio y otros metales, son los materiales magnéticos más comunes y se utilizan para el diseño y constitución de núcleos de los transformadores y maquinas eléctricas. En un transformador se usan para maximizar el acoplamiento entre los devanados, así como para disminuir la corriente de excitación necesaria para la operación del transformador. En las maquinas eléctricas se usan los materiales ferromagnéticos para dar forma a los campos, de modo que se logren hacer máximas las características de producción de par.

Clasificación de materiales ferromagnéticos Diamagnetismo El diamagnetismo es un efecto universal porque se basa en la interacción entre el campo aplicado y los electrones móviles del material. El diamagnetismo queda habitualmente enmascarado por el paramagnetismo, salvo en elementos formados por átomos o iones que se disponen en “capas” electrónicas cerradas, ya que en estos casos la contribución paramagnética se anula. Las características esenciales del diamagnetismo son:

Los materiales diamagnéticos se magnetizan débilmente en el sentido opuesto al del campo magnético aplicado. Resulta así que aparece una fuerza de repulsión sobre el cuerpo respecto del campo aplicado. La susceptibilidad magnética es negativa y pequeña y la permeabilidad relativa es entonces ligeramente menor que 1. La intensidad de la respuesta es muy pequeña.  Se puede modelar en forma sencilla el comportamiento diamagnético mediante la aplicación de la ley de Lenz al movimiento orbital de los electrones .El diamagnetismo fue descubierto por Faraday en 1846. Ejemplos de materiales diamagnéticos son el cobre y el helio.

diamagnetismo Concepto: propiedad de los materiales por la cual se magnetizan débilmente en sentido opuesto a un campo magnético aplicado.

Paramagnetismo Los materiales paramagnéticos se caracterizan por átomos con un momento magnético neto, que tienden a alinearse paralelo a un campo aplicado. Las características esenciales del paramagnetismo son: Los materiales paramagnéticos se magnetizan débilmente en el mismo sentido que el campo magnético aplicado. Resulta así que aparece una fuerza de atracción sobre el cuerpo respecto del campo aplicado.

Definición de paramagnetismo Se denomina materiales paramagnéticos cuya permeabilidad magnética es similar a la del vacío. Estos materiales no presentan en ninguna medida el fenómeno de ferromagnetismo. En términos físicos, se dice que su permeabilidad magnética relativa tiene valor aproximadamente igual a 1.  Un material paramagnético podía ser el oxigeno liquido que es atraído hacia los polos de un imán.

Propiedades y características de materiales ferromagnéticas Propiedades de los materiales ferromagnéticos. Aparece una gran inducción magnética al aplicarle un campo magnético. Permiten concentrar con facilidad líneas de campo magnético, acumulando densidad de flujo magnético elevado. Se utilizan estos materiales para delimitar y dirigir a los campos magnéticos en trayectorias bien definidas. Permite que las maquinas eléctricas tengan volúmenes razonables y costos menos excesivos.

Características de los materiales ferromagnéticos. Los materiales ferromagnéticos se caracterizan por uno o varios de los siguientes atributos: Pueden imantarse mucho más fácilmente que los demás materiales. Esta característica viene indicada por una gran permeabilidad relativa m /m r. Tienen una inducción magnética intrínseca máxima muy elevada. Se imanan con una facilidad muy diferente según sea el valor del campo magnético. Este atributo lleva una relación no lineal entre los módulos de inducción magnética(B) y campo magnético. Un aumento del campo magnético les origina una variación de flujo diferente de la variación que originaría una disminución igual de campo magnético. Este atributo indica que las relaciones que expresan la inducción magnética y la permeabilidad (m ) como funciones del campo magnético, no son lineales ni uniformes. Conservan la imanación cuando se suprime el campo. Tienden a oponerse a la inversión del sentido de la imanación una vez imanados.

izquierda: material ferromagnético derecha: imán elemental Los materiales ferromagnéticos (hierro, cobalto, níquel) contienen imanes permanentes microscópicamente pequeños (imanes elementales). Estos imanes elementales pueden girar de manera individual y se pueden ajustar con mayor o menor intensidad mediante los campos magnéticos generados desde fuera. De esta manera, se magnetiza el material.

GRACIAS