MATERIALES FERROMAGNETICOS

Transcripción

1 MATERIALES FERROMAGNETICOS Bibliogafía consultada Seas- Zemasnky -Tomo II Fisica paa Ciencia de la Ingenieía, Mckelvey Seway- Jewett --Tomo II 1

2 Los mateiales feomagnéticos no son `lineales'. Esto significa que las elaciones ente B (o M)Y H no coesponden a líneas ectas. μ=μ(h) y χ=χ(h) χ >> y μ >> 1. En ealidad, lo que ocue es más complicado es el fenómeno de istéesis. B exteno= En los mateiales feomagnéticos los momentos magnéticos individuales de gandes gupos de átomos o moléculas se mantienen alineados ente sí debido a un fuete acoplamiento, aún en ausencia de campo exteio. Estos gupos se denominan dominios, cuyo tamaño 1-12 y 1-8 m3 y contienen ente 121 y 127 átomos. Mateiales feomagnéticos: ieo, cobalto, níquel y la mayoía de los aceos. En ausencia de campo aplicado, los dominios tienen sus momentos magnéticos netos distibuidos al aza. Cuando se aplica un campo exteio, los dominios tienden a alinease con el campo. Este alineamiento puede pemanece cuando se etia el campo exteno, ceando un imán pemanente La agitación témica tiende a desalinea los dominios. A tempeatua nomal, la enegía témica no es en geneal suficiente paa desmagnetiza un mateial magnetizado. Po encima de una cieta tempeatua, llamada tempeatua de Cuie, el mateial se vuelve paamagnético. Una foma de desmagnetiza un mateial feomagnético es calentalo 2 po encima de esta tempeatua.

3 CURVA DE HISTÉRESIS Se comienza con una muesta de mateial feomagnético desmagnetizado. Se considea que el paámeto de contol expeimental es el campo H, pues está diectamente elacionado a la coiente I (Ley de Ampèe). Al incementa H desde ceo, M y B del mateial ceceán monótonamente, descibiendo una cuva- Cuva de pimea imantación μ = B H µ es función de H con un ango de vaiación de vaios ódenes de magnitud. 3

4 Si desde el estado de satuación (2) se disminuye H, se obseva que el sistema no sigue la tayectoia pevia. Paa H= (3), el mateial queda magnetizado, B=B (magnético esidual) Si se aumenta H en valoes negativos, la muesta adquiee una magnetización invetida. Paa H=H c= (H coecitivo), B=, El mateial queda desmagnetizado (4). Al aumenta H,más y más dominios se alinean paalelos al campo aplicado, asta que M alcanza un valo máximo: ESTADO DE SATURACIÓN(2), B maximo = Bsat. Un aumento de H no ceaá nuevas alineaciones. Si se continúa aumentando H en valo negativos, se poduce una nueva satuación en el sentido opuesto (5). Si, desde (5) se aumenta H, se epite la situación anteio : paa H=, B=-B (6) ; H=H c, B= Si se epite esta opeación, el sistema ecoe siempe el mismo ciclo, conocido como ciclo de istéesis. 4

5 Cuvas de istéesis de un mateial, paa vaios valoes de Hmax. Desmagnetización de un mateial feomagnético, ecoiendo distintos ciclos de istéesis 5

6 El uso más fecuentes de los mateiales feomagnéticos son: a) como fuentes de campo magnético (imanes): Magnetos duos b) paa aumenta el flujo de B en cicuitos de coiente (motoes, geneadoes): Magnetos blandos c) almacenamiento magnético de infomación. istéesis ectangula 6

7 Tooide de mateial feomagnético lineal con N espias de coiente I dl μ H.dl = I Al igual que en el ejemplo de mateiales lineales se detemina H, usando la Ley de Ampee H() = NI (b < < 2π afuea c) B Paa detemina B es necesaio conoce la cuva de istéesis del mateial NI 2π 7

8 Si I = H = B = B χ M = B μ H= B= M= H= B M H= B= M= 8

9 I Tooide de mateial magnético lineal con N espias de coiente I y ente ieo dl dl B = μ H v B M =χmh = μ H H.dl = I L = 2πR = 2π + μ = cte << L ( b a ) 2 SUPONER No existe flujo dispeso ( po condiciones de contono) a << b 9

10 dl B µ µ H µ µ H B Po condiciones de contono B da = B B = B = μ I dl H.d l = H() dl = H () dl + Hμ () dl = NI B() B() dl + B(b < < c) = dl = NI L μ μ + μ μ H NIμ Hμ (b < < c) = = μ μ + ( L ) μ M NIμ H(b < < c) = μ + L μ ( ) NI v M = B μ H M(b < < c, μ) = μ + NI ( L ) μ ( μ μ ) M Si I = B = H = 1

11 Tooide de mateial feomagnético,n espias de coiente I y ente ieo dl Po condiciones de contono B da = B B = B = μ I dl L = 2πR = 2π + SUPONER ( b a ) << L No existe flujo dispeso ( po condiciones de contono) a << b 2 H.d l = H() dl = B() dl + Hμ () B + H μ μ ( L ) = NI dl = NI 11

12 La inteseccion de la ecta μ μ = NI H B ( L ) μ Recta de Caga o de tabajo, su pendiente es negativa y aumenta cuando disminuye La intesección con la con la cuva de istéesis define el valo de B (Punto P) M M 12

13 μ Si I = B = H ( L ) μ B y H tienen sentido contaio en el mateial. La existencia de un enteieo poduce que B se coa desde B asta P si disminuye la ecta es más vetical y P se aceca a B. Si es gandes, aumenta el flujo dispeso disminuyendo B en el mateial P B M H μ B H B M H μ 13

14 μ Si I = B = H ( L ) μ M= B= H= 14