Propiedades magnéticas de los materiales.

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Propiedades magnéticas de los materiales.

  1. 1. 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.
  2. 2. El magnetismo o energía magnética es un fenómeno físico por el cual los objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales.
  3. 3. 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.
  4. 4. Cada electrón es, por su naturaleza, un pequeño imán . Ordinariamente, innumerables electrones de un material están orientados aleatoriamente en diferentes direcciones.
  5. 5. 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.
  6. 6. 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.
  7. 7. 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.
  8. 8. 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.
  9. 9. 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.
  10. 10. Cada electrón es, por su naturaleza, un pequeño imán.
  11. 11. 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.
  12. 12. 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.
  13. 13. 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
  14. 14. 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
  15. 15. 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.
  16. 16. 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.
  17. 17. 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.
  18. 18. 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.
  19. 19. Ferromagnético Son materiales que al estar a una temperatura inferior al valor determinado, presentan un campo magnético fuerte. Ej: hierro, cobalto, níquel, etc.
  20. 20. Fe 1043 Co 1388 Ni 627 Gd 292 Dy 88 MnAs 318 MnBi 630 MnSb 587 CrO2 386 MnOFe2O3 573 Fe3O4 858 NiO2Fe3 858 MATERIAL TEMPERATURA DE CURIE (K)
  21. 21. Antiferromagnético No es magnético aún habiendo un campo magnético. Ej: óxido de manganeso.
  22. 22. Ferrimagnético Es menos magnético que los Ferromagnético. Ej: Ferrita de hierro.
  23. 23. Superparamagnético Materiales Ferromagnéticos suspendidos en una Matriz Dieléctrica. Ej: materiales de vídeo y audio
  24. 24. 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.
  25. 25. 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
  26. 26. Comparación simple de permeabilidades para: ferromagnetos (μf), paramagnetos (μp), diamagnetos (μd) y el vacío (μ0).
  27. 27. 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.
  28. 28. Metales. Tienen como característica una buena conductividad eléctrica y térmica, alta resistencia, rigidez, ductilidad. Son particularmente útiles en aplicaciones estructurales o de carga.
  29. 29. Al ser bueno conductores, nos indica que también tienen propiedades magnéticas buenas, ya sean diamagnéticas, ferromagnéticas, paramagnéticas, etc.
  30. 30. 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.
  31. 31. 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.
  32. 32. 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.
  33. 33. 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.
  34. 34. 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.
  35. 35. 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.
  36. 36. Al estar formado por varios elementos, sus propiedades magnéticas no están definidas, así como hay compuestos diamagnéticos, puede haber compuestos paramagnéticos, antiferromagneticos, etc.
  37. 37. 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.
  38. 38. BIBLIOGRAFÍA      
  39. 39. BIBLIOGRAFÍA     

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