Materiales Magnéticos

Ciclo de Histéresis

El material blando requiere menos energía para realizar el ciclo de histéresis. El área del ciclo de histéresis indica la energía necesaria para la máquina electromagnética.

No existe ningún material ferromagnético que no tenga ciclo de histéresis. El líquido no queda magnetizado, pero tiene un área de histéresis, que representa la pérdida del hierro del líquido.

En una máquina electromagnética, el área de histéresis debe ser pequeña para minimizar las pérdidas. En un imán, ocurre lo contrario, ya que las pérdidas duran mucho más tiempo. A mayor campo coercitivo, se necesita un campo H más fuerte para magnetizarlo.

Un imán con un ciclo de histéresis pequeño puede desmagnetizarse fácilmente con un campo opuesto. (Si tenemos algo con un campo coercitivo bajo, lo magnetizamos y, después de un tiempo, se desmagnetiza solo por su propio campo).

Fuerza Magnetomotriz (FMM)

La FMM es la capacidad de una bobina para generar líneas de fuerza en un circuito magnético. Aumenta con la intensidad de la corriente que fluye por la bobina y con el número de espiras.

Reluctancia

La reluctancia de un material indica su resistencia al establecimiento de líneas de fuerza. Los materiales no ferromagnéticos, como el aire, tienen una reluctancia muy alta.

Intensidad de Campo Magnético (H)

Indica la intensidad del campo magnético. Depende de la fuerza magnetomotriz. Cuanto más larga sea la bobina, más se dispersan las líneas de campo, lo que resulta en una intensidad de campo más débil. Por lo tanto, para una fuerza magnetomotriz constante, la intensidad de campo (H) es inversamente proporcional a la longitud media de las líneas de campo.

Diamagnetismo

Es la propiedad de todos los materiales de oponerse al campo externo aplicado. Es un fenómeno que ocurre a nivel atómico. Al aplicar un campo magnético sobre un átomo, su nube electrónica rota (ley de Lenz), produciendo un vector de inducción magnética atómico que intenta oponerse al campo externo aplicado, lo que puede verse como una magnetización negativa.

Paramagnetismo

En general, en cada nivel energético de un átomo, los electrones se encuentran apareados, para lo cual deben tener espín (el espín de un electrón es el número cuántico que representa la inducción magnética producida por este).

Ferromagnetismo

Magnético por excelencia o fuertemente magnético. Paramagnético por encima de la temperatura de Curie. (La temperatura de Curie es la temperatura por encima de la cual un cuerpo ferromagnético pierde su magnetismo, comportándose como un material puramente paramagnético).

Tipos de Materiales Magnéticos

Materiales Diamagnéticos

Se magnetizan débilmente en el sentido opuesto al del campo magnético aplicado. Aparece una fuerza de repulsión sobre el cuerpo respecto del campo aplicado.

Materiales Ferromagnéticos

Se magnetizan fuertemente en el mismo sentido que el campo magnético aplicado. La susceptibilidad magnética es positiva y grande, y la permeabilidad relativa es mucho mayor.

Materiales Paramagnéticos

Se magnetizan débilmente en el mismo sentido que el campo magnético aplicado. Aparece una fuerza de atracción sobre el cuerpo respecto del campo aplicado. La susceptibilidad magnética es positiva y pequeña, y la permeabilidad relativa es ligeramente mayor. La intensidad de la respuesta es muy pequeña y los efectos son prácticamente imposibles de detectar excepto a temperaturas extremadamente bajas o campos aplicados muy intensos.

Materiales Magnéticos Específicos

Nico

Material duro que se fabrica por fusión y solo se mecanizan los poros. Como su temperatura de Curie es muy elevada, puede trabajar a altas temperaturas y es muy inestable. La variación de flujo relativa porcentual es del orden del 0,01% por cada grado centígrado, por lo que sirve para sensores o instrumentos de medida.

Samario Cobalto

Dentro de las tierras raras, es una de las más caras, por lo que su uso es estratégico en la industria aeroespacial y militar. Tiene una temperatura de Curie alta y se utiliza para imanes que trabajan a altas temperaturas. Es inestable y muy resistente al ataque de agentes químicos, por lo que puede usarse en ambientes rigurosos. En particular, el SmCo5, por su gran campo coercitivo, se utiliza en mecanismos de repulsión (por ejemplo, bujes). Y por tener B.H máx muy grande, se utiliza como cojinete magnético. Muy utilizado en la miniaturización de instrumentos o sensores.

Ferrita

Está compuesta por distintos óxidos combinados con óxidos de hierro. Es un elemento duro que se produce en forma de polvo y se conforma por sinterizado o aglomerado. Por ser óxido, es estable en el ambiente y tiene una estabilidad frente a la temperatura bastante buena.

NdFe3 Neodinho

Son tan o más duros que la ferrita, por lo que su producción es similar (sinterizado o aglomerado). Es muy fácilmente atacable expuesto al medio ambiente, oxidándose y perdiendo sus propiedades magnéticas. Siempre se recubre con una capa protectora, por ejemplo, cromado.