Materiales Electricos

Campos magnéticos

Comencemos nuestro estudio sobre los materiales magnéticos revisando algunas de las propiedades fundamentales del magnetismo y de los campos magnéticos. Los metales hierro, cobalto y níquel son los tres únicos elementos metálicos que una vez imanados a temperatura ambiente pueden generar un fuerte campo magnético a su alrededor diciéndose que son ferromagnéticos. La presencia de un campo magnético rodeando una barra imanada de hierro puede observarse por la dispersión de pequeñas partículas de hierro espolvoreadas sobre una hoja de papel localizada encima de la barra de hierro. Como se observa en la figura 1, la barra imanada posee dos polos magnéticos, y las líneas de campo magnético salen de un polo y entran en el otro.

En general, el magnetismo presenta una naturaleza dipolar, no habiéndose descubierto ningún monopolo magnético. Siempre hay dos polos magnéticos o centros del campo magnético, separados una distancia determinada, y este comportamiento dipolar se extiende hasta los pequeños dipolos magnéticos encontrados en algunos átomos.

Los campos magnéticos también son producidos por conductores portadores de corriente. La figura 2 ilustra la formación de un campo magnético alrededor de una larga bobina de hilo de cobre, llamada solenoide, cuya longitud es mucho mayor que su radio. Para una solenoide de n vueltas y longitud l, la intensidad del campo magnético H es

donde i es la corriente. La intensidad del campo magnético H tiene, en el SI, unidades de amperios por metro (A/m) y, en el sistema cgs, unidades de oersted (Oe). La relación de conversión entre las unidades del SI y cgs para H es 1 A/m = 4 x 10-3 Oe.

Inducción magnética

Situemos una barra de hierro desimanada dentro de un solenoide y apliquemos una corriente imanadora al solenoide, tal y como se muestra en la figura 2b. Se obtiene que el campo magnético exterior al solenoide es mayor con la barra imanada dentro del solenoide. El aumento del campo magnético fuera de la solenoide es debido a la suma del campo generado por el solenoide y el campo magnético externo a la barra imanada. El nuevo campo magnético resultante se denomina inducción magnética, o densidad de flujo, o simplemente inducción y se denota por el símbolo B.

La inducción magnética B es la suma del campo aplicado H y el campo externo proveniente de la imanación de la solenoide. El momento magnético inducido por unidad de volumen debido a la barra se denomina intensidad de imanación o simplemente imanación, y se denota por el símbolo M. En el SI de unidades

donde 0 es la permeabilidad en el espacio libre = 4 x 10-7 tesla-metro por amperio (T·m/A). 0 no tiene significado físico y únicamente es necesario en la Ecuación anterior por la elección del SI de

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