Otras carreras Duda en una fórmula sobre materiales magnéticos (magnetización)

[Anto]

Hola a todos, tengo una duda sobre esta formula B = μH

Según he visto ponía que esta fórmula solo se usa si el material es lineal ¿ Eso que significa ? Mi duda viene ya que lo he tenido que utilizar para un ejercicio de un toroide rodeado por unas espiras, por lo que no veo la relación de que sea lineal.

Y por último, ¿ Se puede utilizar esta fórmula para materiales para-magnéticos, diamagnéticos o ferromagnéticos ?

Gracias y un saludo

[Alriga]

Re: Duda en una fórmula sobre materiales magnéticos (magnetización)

...tengo una duda sobre esta formula B = μH
Según he visto ponía que esta fórmula solo se usa si el material es lineal ¿ Eso que significa?

Lineal significa que en ese material $\mu$ es constante para cualquier valor de H y que la inducción B se puede calcular como $B=\mu H$ en cualquier circunstancia, (la gráfica de B en función de H es una recta que pasa por el origen). El ejemplo más claro es el vacío, en donde siempre $B=\mu_0 H$

¿ Se puede utilizar esta fórmula para materiales para-magnéticos, diamagnéticos o ferromagnéticos ?

En materiales diamagnéticos y paramagnéticos se puede considerar $\mu$ constante en un gran intervalo de H, (es decir esos materiales se comportan linealmente en la mayoría de casos prácticos y se puede aplicar $B=\mu H$)

En cambio los materiales ferromagnéticos solo se comportan linealmente en un ámbito reducido de H, es decir $B=\mu H$ hasta un cierto valor $H_0$ , a partir del cual la inducción B ya no crece proporcionalmente al campo H, se dice entonces que el material ferromagnético se está saturando.

En materiales ferromagnéticos en general para amplios valores de H se cumple $\mu=\mu(H)$ y por lo tanto $B=\mu(H) \cdot H$ La gráfica de B en función de H ya no es una recta, mira las diferentes curvas para diferentes materiales en el gráfico de la derecha de este enlace Saturación

Como puedes ver, la función $B=\mu(H) \cdot H$ es específica para cada material ferromagnético.

Saludos.

[visitante20160513]

Re: Duda en una fórmula sobre materiales magnéticos (magnetización)

Los materiales fuertemente magnéticos (ferromagnéticos) suelen tener comportamientos no lineales de forma que es difícil encontrar materiales con propiedades magnéticas interesantes y a los que pueda aplicarse con suficiente aproximación esa ecuación. Como ya te han dicho el vacío es perfectamente lineal, pero el vacío no es precisamente un material ferromagnético. Se tiende a utilizar materiales fuertemente ferromagnéticos, ya que son muy útiles a la tecnología en múltiples aplicaciones, y corregir los fenómenos debidos a la no linealidad del comportamiento magnético mediante diversas técnicas, dichos fenómenos son principalmente la saturación, la histéresis y las corrientes de Foucault:

1º).- En la saturación: La gráfica de $\mu$ no es una linea recta, si el material fuera lineal debería de ser una recta que pasara por el origen, pero habitualmente para valores altos del campo la gráfica se curva haciendo que la inducción magnética obtenida sea algo menor que la esperada y ello es causa de diversos fenómenos de distorsión. Se procura hacer trabajar estos materiales fuera de la zona de saturación para evitar estos problemas.

2º).- En la histéresis: La curva obtenida al aumentar el campo magnético desde A hasta B es algo distinta de la que se obtiene al disminuirlo desde B hasta A, lo que produce unas ciertas pérdidas, pérdidas que se conocen con el nombre de pérdidas por histéresis y también se produce algo de distorsión aunque hoy en día se fabrican materiales con comportamientos muy aceptables frente a la histéresis.

3º).- En la inducción: Hay materiales ferromagnéticos que a su vez son conductores de la electricidad, y eso produce también unas pérdidas por corrientes inducidas (corrientes de Foucault) cuando el campo magnético aplicado es variable y que son corrientes que circulan por el propio material ferromagnetico. También se fabrican materiales con baja conductividad eléctrica (ferritas), o si son materiales metálicos se utilizan núcleos laminados en forma de chapas separadas por un material aislante para reducir este efecto, como ocurre por ejemplo en los transformadores, motores y otras máquinas eléctricas de potencia.

Estas son en esencia las principales causas (aunque no las únicas) del comportamiento no lineal de los materiales ferromagnéticos, que son los que más se utilizan dadas sus elevadas prestaciones, lo que hace que sea necesario aplicar modelos matemáticos que contemplen las pérdidas en el núcleo de las bobinas magnéticas y la distorsión provocadas por estos fenómenos o bien implementar nuevos materiales que se adapten a las necesidades específicas de cada caso. Las nuevas tecnologías han permitido obtener una gran cantidad de materiales ferromagnéticos, que hoy en día abarcan multitud de aplicaciones de todo tipo, inducción, imanes permanentes y electroimanes, amplificadores magnéticos para regulación y control, registro y almacenamiento de datos, magnetorrefrigeradores, y un largo etc.

Salu2, Jabato.