Aplicación de la ley de Ampere: solenoide.

Transcripción

1 Aplicación de la ley de Ampee: solenoide. En un solenoide, si L>>>, el campo magnético puede considease unifome en el inteio del solenoide y nulo fuea del solenoide: N espias B B L µ Ni B = 0 = µ 0 B L ni n = N L Númeo of espias po unidad de longitud m = Momento magnético de un solenoide es: NiS El momento magnético po unidad de volumen en el NiS SL ineteio de un solenoide se llama Imantación: Si colocamos un mateial feomagnético en el inteio de un solenoide, el campo magnético se multiplica miles de veces (con la misma intensidad de coiente ciculando po el solenoide). M m = V = = B µ 0

2 Magnetismo en la mateia. Feomagnetismo. Las popiedades magnéticas de los mateiales feomagnéticos se pueden explica miando su estuctua atómica. m = is Un electón en su obital atómico puede se consideado como una coiente e - eléctica en una espia. Entonces, un electón poduce un campo magnético y un momento magnético (m) que se pueden calcula. En los átomos de muchos mateiales, tales momentos magnéticos esultantes se anulan, peo en los mateiales feomagnéticos, el momento magnético esultante en un átomo no es ceo: m = 0 Atomo de mateial No feomagnético m 0 Atomo de mateial Feomagnético Tiple, chapte 27.5

3 Magnetismo en la mateia. Feomagnetismo. En los mateiales feomagnéticos, hay egiones (dominios magnéticos) con sus todos sus momentos magnéticos oientados en la misma diección. El momento magnético po unidad de volumen o Imantación es Imantación (es un vecto): = M dm dv En un dominio: M 0 peo en todo el mateial M = 0 one domain all domains Las diecciones en las que los dominios se oientan, se llaman diecciones de fácil imantación, y están elacionadas con la estuctua cistalina del mateial.

4 Magnetismo en la mateia. Feomagnetismo. Al applica un campo magnético exteno (B app ), los momentos magnéticos de las fonteas ente dominios cambian sus diecciones según B app. La imantación ya no es ceo y un campo magnético B m apaece (debido a la imantación) que efueza el campo magnético aplicado. B m depende de B app a tavés de un paámeto caacteístico del mateial, llamado susceptibilidad magnética (χ m ): B m = χ B Así el campo magnético esultante es: m B = B + B = ( 1+ χ ) B app app m m app B app B m B=B app +B m > B app 1

5 Magnetismo en la mateia. Feomagnetismo. Si aumentamos el campo magnético aplicado B app, algunos dominios se oientan en las diecciones de fácil imantación (Saltos de Bakhausen). Esta imantación aumenta B m y el el campo total aún más B m B app B=B app +B m > B app 2

6 Magnetismo en la mateia. Feomagnetismo. Hasta que todos los dominios se oientan en las diecciones de fácil imantación más póximas al campo aplicado B app. B m B app B=B app +B m > B app 3

7 Magnetismo en la mateia. Feomagnetismo. El último paso ocue cuando todos los dominios se oientan en la diección del campo exteno aplicado. Hemos alcanzado la máxima imantación (imantación de satuación). El campo esultante (B) es miles de veces el campo aplicado: B = B + B = ( 1+ χ ) B app m Pemalloy: χ m = m app B m B app B=B app +B m > B app 4

8 Magnetismo en la mateia. Feomagnetismo. El poceso de imantación no es lineal (sólo en la zona (3) de la cuva), y epesentando B vs B app conseguimos la cuva de pimea imantación de un mateial feomagnético: Cuva de pimea imantación de un mateial feomagnético M 4 3 Imantación de Satuación 2 1 B app

9 Feomagnetismo. Eliminando la imantación. Al elimina el campo exteno aplicado, los momentos magnéticos vuelven a sus diecciones de fácil imantación, peo no a aquellas que tenían al pincipio, quedando cieta imantación (imantación emanente): M 0 Paa elimina la imantación emanente, es necesaio un campo magnético contaio debe aplicase (campo coecitivo, B c ): B c M = 0

10 Feomagnetismo. Ciclo de histéesis. Si el campo coecitivo aumenta, la imantación de satuación puede alcanzase en sentido contaio al pimeo. Ante un campo altenativo, imantación y desimantación poduce pédida de enegía po ficción, y un ciclo de histéesis epesenta este poceso: Imantación Remanente M Imantación de Satuación Cuva de pimea imantación Campo coecitivo B app Imantación de Satuación

11 Feomagnetismo. Mateiales magnéticamente Blandos y Duos El áea enceada po el ciclo de histéesis está elacionada con la enegía pedida po ficción. Mateiales Duos (alta imantación emanente) son útiles paa hace imanes o memoias magnética. Mateiales Blandos son útiles paa hace electoimanes Mateial Duo Mateial Blando

12 Escitua y lectua de dispositivos magnéticos Un solenoide bobinado alededo de un mateial blando, se puede utiliza paa oganiza (escibi 0 o 1) en un mateial duo. La lectua de la infomación almacenada puede hacese mediante inducción electomagnética. I I x