En la siguiente exposición les presentaremos

las propiedades magnéticas de los metales

así como de los cerámicos, polímeros y

compuestos.

Teniendo en cuenta la gran importancia que

este tema tiene para nuestra carrera ya que

sabremos los tipos de imanes que existen y

cuáles son sus usos como están compuestos y

de que material se puede llegar a realizar un

imán, también sabremos en que podemos

utilizar un material cerámico un polímero o

un compuesto.

El magnetismo o energía magnética es

un fenómeno físico por el cual los

objetos ejercen fuerzas de atracción o

repulsión sobre otros materiales.

Hay algunos materiales conocidos que

han presentado propiedades

magnéticas detectables fácilmente

como el níquel, hierro, cobalto y sus

aleaciones que comúnmente se llaman

imanes. Sin embargo todos los

materiales son influidos, de mayor o

menor forma, por la presencia de un

campo magnético.

Cada electrón es, por su naturaleza, un

pequeño imán .

Ordinariamente, innumerables electrones

de un material están orientados

aleatoriamente en diferentes direcciones.

Pero en un imán casi todos los

electrones tienden a orientarse en la

misma dirección, creando una fuerza

magnética grande o pequeña

dependiendo del número de electrones

que estén orientados.

En los modelos relativistas actuales, el

campo eléctrico se incorpora, junto con

el campo magnético, en campo tensorial

denominado campo electromagnético

Los campos eléctricos pueden tener su

origen tanto en cargas eléctricas como en

campos magnéticos variables.

Un campo magnético es una descripción

matemática de la influencia magnética

de las corrientes eléctricas y de los

materiales magnéticos. El campo

magnético en cualquier punto está

especificado por dos valores, la

dirección y la magnitud; de tal forma

que es un campo vectorial.

Tanto si se trata de un tipo de imán

como de otro, la máxima fuerza de

atracción se halla en sus extremos,

llamados polos. Un imán consta de dos

polos, denominados polo norte y polo

sur, o, alternativamente, polo positivo

y polo negativo. Los polos iguales se

repelen y los polos distintos se atraen.

No existen polos aislados, por lo tanto,

si un imán se rompe en dos partes, se

forman dos nuevos imanes, cada uno

con su polo norte y su polo sur, aunque

la fuerza de atracción del imán

disminuye.

Cada electrón es, por su naturaleza,

un pequeño imán.

Ordinariamente, innumerables

electrones de un material están

orientados aleatoriamente en

diferentes direcciones, pero en un

imán casi todos los electrones

tienden a orientarse en la misma

dirección, creando una fuerza

magnética grande o pequeña

dependiendo del número de

electrones que estén orientados.

Un imán permanente conserva su

magnetismo sin un campo magnético

exterior, mientras que un imán temporal

sólo es magnético, siempre que esté

situado en otro campo magnético.

Tesla [T] = unidad de campo magnético.

La inducción magnética o densidad de

flujo magnético, cuyo símbolo es B, es el

flujo magnético que causa una carga

eléctrica en movimiento por cada

unidad de área normal a la dirección del

flujo.

1 T = 1 Wb·m −˄2 = 1 kg·s −˄2·A −˄1

= 1 kg·C -˄1·s -˄1

WEBER [WB] = UNIDAD DE FLUJO

MAGNÉTICO.

El flujo magnético, es una medida de la

cantidad de magnetismo, la superficie

sobre la cual actúa y el ángulo de

incidencia formado entre las líneas de

campo magnético y los diferentes

elementos de dicha superficie.

1 Wb = 1 V·s = 1 T·m 2˄

= 1 m 2˄ ·kg·s -˄2 ·A -˄1

La excitación magnética es uno de los

tres campos que describen el

magnetismo desde el punto de vista

macroscópico, y está relacionado con el

movimiento de cargas libres y con los

polos magnéticos. Para evitar

confusiones con el auténtico campo

magnético se le ha dado este nombre y

otros como campo H.

Si χ es positivo, el material se llama

paramagnético , y el campo

magnético se fortalece por la

presencia del material. Si χ es

negativa, el material es diamagnético,

y el campo magnético se debilita en

presencia del material. si χ>>1 es un

material ferromagnético.

Diamagnético

Las líneas magnéticas de estos

materiales, son opuestas al campo

magnético al que estén sometidos, lo

que significa, que son repelidos. No

presenta ningún efecto magnético

aparente.

Ej: bismuto, plata, plomo, etc.

Paramagnético

Cuando están expuestos a un campo

magnético, sus líneas van en la misma

dirección, aunque no están alineadas

en su totalidad. Esto significa, que

sufren una atracción similar a la de los

imanes.

Ej: aluminio, paladio, etc.

Ferromagnético

Son materiales que al estar a una

temperatura inferior al valor

determinado, presentan un campo

magnético fuerte.

Ej: hierro, cobalto, níquel, etc.

Fe 1043

Co 1388

Ni 627

Gd 292

Dy 88

MnAs 318

MnBi 630

MnSb 587

CrO2 386

MnOFe2O3 573

Fe3O4 858

NiO2Fe3 858

CuOFe2O3 728

MATERIAL TEMPERATURA DE

CURIE (K)

Antiferromagnético

No es magnético aún habiendo un

campo magnético.

Ej: óxido de manganeso.

Ferrimagnético

Es menos magnético que los

Ferromagnético.

Ej: Ferrita de hierro.

Superparamagnético

Materiales Ferromagnéticos

suspendidos en una Matriz

Dieléctrica.

Ej: materiales de vídeo y audio

La permeabilidad magnética es la

capacidad de una sustancia o medio

para atraer y hacer pasar a través de

ella campos magnéticos, la cual está

dada por la relación entre la

inducción magnética existente y la

intensidad de campo magnético que

aparece en el interior de dicho

material.

La magnitud así definida, el grado de

magnetización de un material en

respuesta a un campo magnético, se

denomina permeabilidad absoluta y se

suele representar por el símbolo μ:

μ=B/H

Comparación simple de permeabilidades

para: ferromagnetos (μf), paramagnetos

(μp), diamagnetos (μd) y el vacío (μ0).

Los materiales se clasifican

generalmente en 4 grupos: metales,

cerámicos, polímeros

y materiales compuestos. Los materiales

de cada uno de estos grupos poseen

estructuras y propiedades distintas.

Metales.

Tienen como característica una buena

conductividad eléctrica y térmica, alta

resistencia, rigidez, ductilidad. Son

particularmente útiles en aplicaciones

estructurales o de carga.

Al ser bueno conductores, nos indica

que también tienen propiedades

magnéticas buenas, ya sean

diamagnéticas, ferromagnéticas,

paramagnéticas, etc.

Cerámicos.

Tienen baja conductividad eléctrica y

térmica y son usados a menudo como

aislantes. Son fuertes y duros, aunque

frágiles y quebradizos. Dentro de este

grupo de materiales se encuentran: el

ladrillo, el vidrio, la porcelana, los

refractarios y los abrasivos.

No suelen presentar propiedades

magnéticas, sin embargo podemos

encontrar cerámicas con propiedades

magnéticas de gran importancia como

ferritas y granates. En estas cerámicas

los diferentes iones tienen momentos

magnéticos distintos, esto conduce a

que al aplicar un campo magnético se

produzca como resultado una

imantación neta.

Aunque éstas condiciones cambian al

hacerlos superconductores,

principalmente esto se logra al llevar

estos materiales a temperaturas

bajas, muchas veces con nitrógeno

líquido, reduciendo así su resistencia

eléctrica, cambiando también

radicalmente sus propiedades

magnéticas.

Polímeros.

Son grandes estructuras moleculares

creadas a partir de moléculas

orgánicas. Tienen baja conductividad

eléctrica y térmica, reducida

resistencia y debe evitarse su uso a

temperaturas elevadas. Las

propiedades magnéticas que poseen

este tipo de materiales no son buenas,

debido a que su estructura cristalina es

de onda corta.

Llevan micro partículas metálicas

integradas en la estructura del

polímero, y son estas partículas las

que tienen la susceptibilidad

magnética. También se habían logrado

moléculas orgánicas magnéticas,

normalmente en forma cristalizada,

pero no polímeros propiamente

magnéticos.

Materiales compuestos.

Como su nombre lo indica, están

formados a partir de dos o más

materiales de distinto grupos,

produciendo propiedades que no se

encuentran en ninguno de los

materiales de forma individual.

Al estar formado por varios

elementos, sus propiedades

magnéticas no están definidas, así

como hay compuestos diamagnéticos,

puede haber compuestos

paramagnéticos, antiferromagneticos,

etc.

CONCLUSIÓN

Como enseñanza nos queda que los

materiales magnéticos son muy utilizados

en la electromecánica y que también

podemos realizar campos magnéticos

eléctricos y utilizarlos de diferentes

maneras y también que al mesclar distintos

materiales podemos realizar un compuesto

que cumpla con todas las características que

necesitamos para la aplicación que le

vallamos a dar.

BIBLIOGRAFÍA

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