MATERIALES FERROMAGNETICOS

MATERIALES FERROMAGNÉTICOS

Los materiales ferromagnéticos[1], 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[2]

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.

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.

Propiedades y características de materiales ferromagnéticas[3]

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 imanarse 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.

TEMPERATURA DE CURIE

Se denomina temperatura de Curie[5] (en ocasiones punto de Curie) a la temperatura por encima de la cual un cuerpo ferromagnético pierde su magnetismo, comportándose como un material puramente paramagnetico, debido a que los efectos térmicos de desorden son mayores que los efectos de alineamiento de la interacción magnética entre dominios. Una forma de desmagnetizar un material ferromagnético es entonces calentarlo por encima de esta temperatura.

MATERIALES Y TEMPERATURAS DE CURIE

Material Temp. Curie (K)
Fe 1043
Co 1388
Ni 627
Gd 292
Dy 88
MnAs 318
MnBi 630
MnSb 587
CrO2 386
MnOFe2O3 573
Fe3O4 858
NiOFe23 858
CuOFe2O3 728
MgOFe23 713
EuO 69
Y3Fe5O12 560

Se ve que estas temperaturas son en casos muy altas y cercanas a las temperaturas de fusión del elemento, por lo que en la práctica la desmagnetización por temperatura es en general un proceso parcial.

 

 

 

 

 


[1] Recuperado el 19 de marzo de 2013 de http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_de_Curie

[2] Reverté (1981). Circuitos Magnéticos y Transformadores .Buenos Aires.

[3] Juan C. Fernández(2004)- Departamento de Física – Facultad de Ingeniería

Universidad de Buenos Aires – http://www.fi.uba.ar

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