Otras carreras iman y clavo

[LauraLopez]

Explique porque un iman atrae a un material ferromagnetico desmagnetizado. ejemplo, un clavo.

No estoy muy segura de la respuesta pero creo que seria algo asi :

Un iman es un material ferromagnetico magnetizado, por ende produce un campo magnetico que sera $\dst B = \mu_o M$. Este campo magnetico sera como un "campo externo" que afecta al material ferromagnetico desmagnetizado provocando que el mismo se magnetice ( o sea que sus dipolos magneticos permanentes se alinean con el campo generado por el iman ) . y esta "magnetizacion inducida" sera tal que los materiales se atraeran.

Si por ejemplo el iman esta ubicado de forma tal que tiene su polo norte a la izqueirda y el polo sur a la derecha entonces las lineas de campo magnetico salen desde el polo norte y entran por el polo sur. En el material desmagnetizado aparecera un polo norte en su extremo izqueirdo y un polo sur en el extremo derecho porque sus dipolos se alinearon de esa forma (apuntando hacia la izquierda)

Esta bien la expicacion? o algo para agregar o corregir?

El dibujo estaria bien? A la izquierda dibuje el iman y a la derecha el material desmagnetizado. Las flechitas que dibuje sobre el material de la derecha vendrian a representar la direccion de los dipolos magneticos inducidos.


Por otro lado este material que ahora quedo magnetizado puede ser que al retirar el iman el mismo se vuelva a desmagnetizar o ocurrir que se haya transformado en un iman permanente no? Si el campo generado por el iman no fue suficientemente grande como para producir que el matrial desmagnetizado llegue a su punto de saturacion el mismo una vez retirado el iman volvera a su estado de desmagnetizacion. Sin embargo puede ocurrir que se transforme en un iman porque el campo que genero el iman permanente fue tan grande que provoco que el material llegue a su punto de saturacion? De ser asi seria como que con un iman se puede crear otro iman? Me pareceriera raro porque en la practica cuando con un iman atraigo a un clavo por mas grande y potente que sea el iman no creo que el clavo logre llegar a "transformarse" en un iman permanente....

Gracias

[arivasm]

Re: iman y clavo

La explicación que escribes es esencialmente correcta. Sobre lo de causar imanes permanentes es algo que tú misma puedes probar: frota un alfiler o aguja de coser con un imán permanente (de hierro -aunque sería mejor uno de neodimio-) varias veces siempre en la misma dirección. Puedes verificar que la aguja ha quedado imanada colgándola de un hilo largo, de manera que pueda girar libremente; comprobarás que es una brújula.

El dibujo yo lo mejoraría distinguiendo claramente el imán permanente del inducido. Para ello puedes dibujar sólo las líneas de campo del primero, algunas de las cuales deberán pasar a través del segundo. También puedes dibujar en ambos los dipolos magnéticos. Ten en cuenta que en el permanente los dipolos estarán claramente alineados (no creo que haga falta detallar el desorden parcial que causa la agitación térmica o las diferencias entre dominios), mientras que en el inducido habrá cierta tendencia a alinearse con las líneas de campo del primero (pero no se alinean todos absolutamente, salvo que el campo inductor sea tan intenso como para causar saturación).

[LauraLopez]

Re: iman y clavo

mmmm pero con esto que me decis de frotar la aguja no esoty haciendo "trampa" ? porque estoy frotando , en cambio yo hablo de que se genere el nuevo iman con solo contar con la presencia del otro, esto puede ocurrir? o siempre es si o si necesario realizar esto de frotar? ademas porque el frotar provoca que se genere el iman?

Por ultimo esa aguja que luego de frotarla se transformo en iman durara para siempre? es decir si yo agarro esa aguja luego de varios meses seguira siendo un iman con la misma intensidad?

[arivasm]

Re: iman y clavo

Imagino que el frotamiento ayuda porque toda la aguja es sometida al campo más intenso posible que puede crear en su exterior el imán permanente (hay que frotar la aguja con uno de los extremos del imán, y de manera que la dirección de la aguja sea paralela al campo del imán).

Sobre la duración de la aguja como imán, nunca se me ocurrió comprobarlo. Entiendo que la respuesta debería ser que sí, salvo que se oxide o que se caliente. Aprovechando que acabo de terminar las clases sobre magnetismo y que traeré de vuelta a casa mi bonita colección de imanes de neodimio haré la prueba.

[LauraLopez]

Re: iman y clavo

y entonces sin realizar igualmente el frotamiento igualmente puede ocurrir esto de crear un iman con solo la presencia del otro?

y con respecto al dibujo algo asi como hice esta bien? las lineas dentro del iman serian las lineas de los dipolos magneticos

[Breogan]

Re: iman y clavo

Hola:

El fenómeno del ferromagnetismo no es precisamente sencillo.

En la practica, yo he imanado varios destornilladores (para trabajos especiales) con la simple practica de apoyarlos sobre el imán permanente de un parlante de audio durante un tiempo, no perdiendo cualidades magnéticas durante varios meses (evaluado a ojo!!).
Por otra parte la magnetización de un elemento ferromagnético también depende de su temperatura y su proceso de enfriamiento (en presencia o no de un campo magnético).

Otra cosa, lo siguiente que vos decis no es estrictamente cierto

Por otro lado este material que ahora quedo magnetizado puede ser que al retirar el iman el mismo se vuelva a desmagnetizar o ocurrir que se haya transformado en un iman permanente no? Si el campo generado por el iman no fue suficientemente grande como para producir que el matrial desmagnetizado llegue a su punto de saturacion el mismo una vez retirado el iman volvera a su estado de desmagnetizacion. Sin embargo puede ocurrir que se transforme en un iman porque el campo que genero el iman permanente fue tan grande que provoco que el material llegue a su punto de saturacion? De ser asi seria como que con un iman se puede crear otro iman? Me pareceriera raro porque en la practica cuando con un iman atraigo a un clavo por mas grande y potente que sea el iman no creo que el clavo logre llegar a "transformarse" en un iman permanente....

Cuando le aplicas un campo magnético a un material de este tipo siempre le queda una magnetización remanente. El punto de saturación del material es el máximo campo magnético en su interior que se logra a pesar que la inducción magnética externa siga creciendo. En estos materiales existe una curva de magnetización del material (algunos le agregan el termino virgen, para indicar un material sin magnetización previa), e infinitas curvas de histeresis concentricas (también llamadas hojas) con la característica de que puntos homólogos de estas curvas se sitúan sobre la curva de magnetización en el 1º y 3º cuadrante.

Suerte

[LauraLopez]

Re: iman y clavo

mmmm bueno antes que nada sobre mi pregunta de si se puede "crear" un iman al someterlo a la presencia de otro entonces la respuesta es si? Porque las respuestas que me dan interpreto que son SI siempre y cando se frote o como recien me dijsite Breogan al apoyar el material virgen sobre el iman. Mi pregunta es sobre si se peude "crear" si que exista un frotamiento o apoyarlo es decir algo como lo que dibuje , con solo la presencia del otro iman que provoque la atraccion lograr "transformar" al material virgen en un iman

[Breogan]

Re: iman y clavo

Hola:

La respuesta es si, pero como sabes cuanto mas lejos estés del imán menor va a ser el valor del campo magnético, así que dependiendo de la intensidad del imán permanente y su distancia al clavo vas a lograr resultados mas o menos significativos (mas o menos detectables).

Igual ahora me entro una duda, que creo no haber visto cuando estudie el tema, y la planteo acá: supongo que debe haber una valor mínimo de campo H externo para el cual no se altera la estructura interna del material ferromagnético, no? aunque todas las curvas de magnetización de estos materiales comienzan en cero.

Suerte

[LauraLopez]

Re: iman y clavo

Bueno una vez aclarada esa duda, ahora mi otra duda es con respecto a eso que me dijiste que no estaba bien....Eso que decis de que siempre queda magnetizado.....Segun la curva de histerisis necesito alcanzar ese valor de saturacion para poder formarla y que por ende el material quede magnetizado , si el campo magnetico externo es chico y no alcanza dicho valor el mismo al retirar el campo magnetico externo seguira siendo virgen....

Eso es lo que interprete segun la explicacion de Arivasm en este hilo post 12 http://forum.lawebdefisica.com/threa...-magnetizacion

Si no se alcanza el valor de saturacion al dejar de aplicar el campo externo se regresa por la linea punteada de forma que la magnetizacion remanente seguira siendo cero , o sea seguira siendo un material desmagnetizado.

Estoy interpretando algo mal?

[Breogan]

Re: iman y clavo

Hola:

Bueno una vez aclarada esa duda, ahora mi otra duda es con respecto a eso que me dijiste que no estaba bien....Eso que decis de que siempre queda magnetizado.....Segun la curva de histerisis necesito alcanzar ese valor de saturacion para poder formarla y que por ende el material quede magnetizado , si el campo magnetico externo es chico y no alcanza dicho valor el mismo al retirar el campo magnetico externo seguira siendo virgen....

Antes de empezar voy a hacer una pequeña aclaración dado que hay innumerable cantidad de nomenclaturas distintas, a B yo lo llamo campo magnético y a H campo H o intensidad del campo magnético (cada vez menos).

El termino saturacion se usa en distintos contextos, en el contexto de materiales ferromagnéticos me enseñaron que la saturacion se produce cuando el campo magnético (B) deja de aumentar, tomando un valor casi constante, aunque el campo H lo siga haciendo, y se define como campo magnetico de saturacion de un material al valor al que tiende el campo magnetico (B), cuando el campo H tiende a infinito.

Para graficar lo que dije en el post anterior te pongo unos dibujos:



En la figura 1 se representa la curva de magnetización de un material ferromagnético (virgen), como podes ver la curva es simétrica respecto del origen, ya que para la respuesta del material es indistinto que el campo H este aplicado en un sentido o en el contrario.

En la figura 2 le aplicamos al material un campo H, que va desde 0 hasta H1. A medida que aumenta H también aumentara B siguiendo la curva de magnetización hasta que H llega al valor H1 y B llega al valor B1 (punto 1 sobre la curva).
En este punto dejamos de incrementar H y empezamos a decrementarlo, ahora la variación del campo magnético no sigue la curva de magnetización sino que sigue una curva que esta por encima de esta, hasta que llegamos a que el campo H es nulo nuevamente pero el campo magnético B tiene un valor B'1 distinto de cero.

Esto se puede entender (no del todo estricto) si te imaginas el material como formado por pequeños dominios magnéticos (imancitos) que en el material virgen están totalmente desordenados, anulándose entre ellos sus campos magnéticos.
Cuando le aplicas un campo H exterior estos pequeños imanes van a rotar todo lo que puedan para alinearse con el campo aplicado (acordate que tienen vecinos por lo cual no se pueden acomodar del todo, aparecen fuerzas entre ellos). Cuando dejas de aplicar el campo H estos pequeños imanes tienden a volver a sus posiciones originales, sin lograrlo totalmente. Es decir que quedan en una posición intermedia entre el desorden original y el orden impuesto temporariamente por el campo externo, de ahi surge el campo magnético B residual o magnetización.

En la figura 3 empezamos a incrementar nuevamente el campo H, en esta figura se ve que el campo magnético ahora no empieza en cero sino en B'1 (el material tiene una historia previa, tiene un cierto orden interno). A medida que aumentamos H seguimos al revés el camino que hicimos al final en la figura 2 llegando al punto 1 (mismo grado de orden interno con mismo campo H aplicado), si seguimos aumentando H el campo magnético B aumentara siguiendo ahora nuevamente la curva de magnetización, y llegamos al punto 2. En este punto hay un mayor campo H aplicado, lo que implica mayores fuerzas orientadoras sobre los dominios magnéticos y por ende un mayor orden interno.
Igual que antes si empezamos a disminuir el campo H también disminuirá el campo magnético, pero esta disminución seguirá otra curva tal que al llegar el campo H a cero, el campo magnético B valdrá B'2 que es mayor que B'1.

Nota: Por cuestiones de presentación trabaje solo en el 1º cuadrante (campos H positivos) y las curvas B'1-1 y B'2-2 pertenecen a 2 de los infinitos ciclos de histeresis posibles. Una vez que esto lo tengamos claro, el ciclo de histeresis completo es lo mismo (salvo sutilezas an el 2º y 4º cuadrante) pero para un campo H que oscila simétricamente entre valores positivos y negativos.

Por lo menos así me lo acuerdo. Espero se entienda.

Suerte

[LauraLopez]

Re: iman y clavo

Eso que me explicaste lo entendi , se ve que entonces no entiendo la hiteresis que pense qe entendia, yo pense que la curva de histeresis par aun dado material es una sola, pero vos decis que son varias?

Vos no estas de acuerdo con eso que me comento Arivasm en el otro hilo? De que es necesario llegar al valor de saturacion para que ocurra eso que vos decis de que el material quede magnetizado y que sino se llega a ese valor se vuelve por la linea punteada y el material sigue queando virgen.
Tengo entendido que esos valores que llamas H1 y H2 tienen que ser suficientemente grandes como para que se alcance lasaturacion y entonces asi ocurra lo que vos decis si no son suficientemente grandes se regresa al estado de material virgen...

Porque es que hay varias curvas de histeresis? una vez que se formo el iman por ende su respectiva curva de histeresis ya queda con esa "memoria" o no? porque va a recorrer valores distintos a los de la curva?

PD: con respecto al dibujo que me dijiste que corrija Arivasm, asi quedo bien?

[Breogan]

Re: iman y clavo

Hola:

Por dios, no me hagas pelear con arivasm, sos jodida!!!, el es un maestro y yo un simple aficionado... !!!!. El hilo que mencionaste de arivasm no lo leí en profundidad, y en ninguna parte hable de modificar un dibujo de el.

Aclarado esto, chanzas aparte, pasemos a los otros puntos.

Las curvas de histeresis son infinitas; simplificando se dice que hay una curva limite, que es la mas grande de todas, que encierra a todas las demás y que llega a los valores de saturacion del campo magnético.



Ya plantee mis dudas en el post Nº 8, aunque no me lo enseñaron cuando estudie este tema es lógico suponer que hay un valor mínimo del campo H por debajo del cual no se produce la histeresis, pero si seguro dicho valor es mucho menor que los valores de saturacion del material.

La explicación de la existencia de las distintas curvas de histeresis es simple, pero a mi se me dificulta explicar cualquier cosa, aunque lo voy a intentar.

Como ya te dije en un mensaje anterior cuando aplicas un campo H al material los pequeños dominios magnéticos (imancitos) que lo forman tienden a alinearse con dicho campo, y cuando anulas el campo los imancitos no vuelven a su posición original, sino que quedan en una posición intermedia entre ambas posiciones.

Cuanto mas grande sea el campo aplicado mayor sera la alineación de los dominios magnéticos con este campo, y cuanto mayor es esta alineación con el campo aplicado mayor también sera la alineación residual cuando el campo se anula.

Te dejo una imagen de los dominios magnéticos el 1º es el material virgen y el 2º es el material ya magnetizado, faltaría cuando el campo H esta aplicado donde los dominios magnéticos estarían todavía mas ordenados. No encontré un dibujo con las tres situaciones



Suerte

[LauraLopez]

Re: iman y clavo

con respecto a lo del dibujo hacia referencia a que Arivasm me dijo que lo modificara y entonces dejaba una PD para el , para que cuando lo lea me avise si el dibujo lo hice bien.

Con respecto a que hay infinitas curvas de histeresis tambien estoy de acuerdo que dependiendo del valor de H se formaran curvas distintas.... pero asumiendo que tengo un material virgen y yo le aplico un dado campo H llamemoslo H1 entonces se generada UNA SOLA curva de histeresis y el material virgen se tranformara en un iman permanente no?

Hasta ahi creo que esta bien...luego mi duda es si ese iman permanente lo vuelvo a somenter a otro campo externo H2 > H1 entonces lo que ocurrira es que se formara una nueva curva de histeresis? o sea que esa "memoria" que tenia el material es reemplazada por una nueva "memoria" y el iman se transorma en uno mas potente, es esto asi? y analogamente si el H2 < H1 ocurre algo similar?

- - - Actualizado - - -

Voy a hacer referencia a un post de Arivasm (con su permiso ) :

El decia :


Si inicialmente estaba desmagnetizado partiría del centro, y su magnetización seguiría la línea punteada, y si no se alcanza su extremo (punto B) y el campo disminuye, el material "regresará" por ella a la situación inicial desmagnetizada. En cambio, si se alcanza el extremo, al cesar el campo ya no recuperará el origen, y cuando H se haga nulo el material conservará una magnetización (punto C). Para hacer esta última nula (punto D) hay que aplicar el campo en sentido contrario (zona negativa del campo aplicado H), pero de nuevo si se suspende el campo aplicado, volverá hacia un estado de magnetización permanente (punto C).


A todo esto lo que yo interprete ( y he aqui el problema probablemente ) es que si el campo H no es suficientemente grande no se llegara a ese punto B y por ende el material no se magnetiza con lo cual concluyo que si se le aplica un campo externo H a un material ferromagnetico NO necesariamente siempre el mismo quedara magnetizado.
Con respecto a ese punto B ahora que leo mejor veo que yo fui la que asumi que dicho punto se corresponde con la saturacion del material , Arivasm no menciona la palabra saturacion. Pero bueno....no es el punto de saturacion ese punto B justamente?

[arivasm]

Re: iman y clavo

Como le dije a Laura en un hilo, mis conocimientos sobre el tema tienen bastante óxido. Al hilo de la intervención de Breogán, que agradezco, he vuelto a repasar el tema y veo que tiene toda la razón: siempre se recorre un ciclo de histéresis. El gráfico del post #12 es muy clarificador al respecto. Procederé a rectificar el hilo correspondiente.

[LauraLopez]

Re: iman y clavo

A todo esto yo me condundo cada vez mas jajaajtratare de plantear lo mas claro todas las dudas que tengo a ver que opinan :

1) El dibujo que modifique del iman y el material desmagnetizado esta bien?

2) Cuando un material ferromagnetico desmagnetizado se somente a la presencia de un campo magnetico externo , como por ejemplo un iman (solo preencia! no hablo ni de frotamiento ni de tocarlo ) como sabemos el mismo se magnetiza, pero al retirar el iman permanente el material que antes era virgen ahora queda magnetizado si o si? o sea esto ocurre SIEMPRE o depende de la potencia del iman permanente es que se puede lograr magnetizarlo o no.

3) Eso que me habias dicho Arivasm que sino se alcanza el punto b se vuelve al estodo de virgen entonces no es cierto?

4) Si dicen que un material ferromagnetico sometido a un iman permanente siempre quedara magnetizado , entonces cuando atraigo un clavo con un iman luego saco el iman y el clavo se transforma en un iman? en la practica esto no me pareciera que es asi.....

5) Con respecto a la curva de histeresis por ejemplo en un apunte dice : " Pariendo de un material vierten cuando aumenta el campo H se sigue la curva inicial de imanacion . Para valores de H suficientemente elevados el material se satura "
O sea no pasa entonces esto de que se requiere un valor de H tal que sea el de saturacion del material para poder lograr que se forme el iman y por ende que se cree la curva de histeresis?

6) Tampoco entiendo el porque una vez que ya tengo un iman y por ende una cura de histeresis asociada, al someter el iman nuevamente a un campo externo H que es lo que ocurre? a mi me pareciera que lo que ocurre es que se ira recorriendo la curva de histeresis o sea va a ir cambiando el valor de M acorde los distintos valores de H de la curva ya existente es asi? o se crea una nueva curva de histeresis? si es esto ultimo porque?

- - - Actualizado - - -

PD: el archivo adjunto que das Breogan no se puede ver al hacer clik