imanes permanentes

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Imanes Permanentes Los imanes permanentes son materiales que poseen una gran capacidad de almacenamiento de energía magnética, que perdura en el tiempo y que su degradación no es significativa. Un aspecto importante es la curva característica de magnetización o curva de histéresis, curva que es particular para cada tipo de material magnético. Los materiales ferromagnéticos presentan la propiedad de “retener” en mayor o menor medida la magnetización. Dicho de otra forma, estos materiales presentan lo que se denomina técnicamente histéresis y que se manifiesta en la curva de magnetización de la siguiente forma: Se observa, que la curva parte del origen con campo aplicado nulo y campo inducido nulo. Al aumentar el campo aplicado, la inducción magnética B va creciendo según una típica forma de “S”. Luego de la saturación, la inducción sigue aumentando sólo por el aporte de H, puesto que el material ya no puede aumentar más su polarización intrínseca. Al disminuir el campo aplicado, se observa que la inducción no retorna por la misma curva, sino que sigue un camino distinto. Se observa además, que al suspender totalmente el campo aplicado (cuando H=0), sigue existiendo una inducción residual que se denomina remanencia, o

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Imanes PermanentesLos imanes permanentes son materiales que poseen una gran capacidad de almacenamiento de energa magntica, que perdura en el tiempo y que su degradacin no es significativa. Un aspecto importante es la curva caracterstica de magnetizacin o curva de histresis, curva que es particular para cada tipo de material magntico.Los materiales ferromagnticos presentan la propiedad de retener en mayor o menor medida la magnetizacin. Dicho de otra forma, estos materiales presentan lo que se denomina tcnicamente histresis y que se manifiesta en la curva de magnetizacin de la siguiente forma:

Se observa, que la curva parte del origen con campo aplicado nulo y campo inducido nulo. Al aumentar el campo aplicado, la induccin magntica B va creciendo segn una tpica forma de S. Luego de la saturacin, la induccin sigue aumentando slo por el aporte de H, puesto que el material ya no puede aumentar ms su polarizacin intrnseca. Al disminuir el campo aplicado, se observa que la induccin no retorna por la misma curva, sino que sigue un camino distinto. Se observa adems, que al suspender totalmente el campo aplicado (cuando H=0), sigue existiendo una induccin residual que se denomina remanencia, o induccin remanente y se representa como Br. Cuando el material se magnetiz hasta la saturacin, la remanencia se denomina remanencia de saturacin y es un parmetro caracterstico de cada material. Los materiales que presentan una remanencia baja se denominan materiales magnticos blandos, dado que oponen poca resistencia a la magnetizacin y desmagnetizacin. Los materiales que presentan una remanencia alta, se denominan materiales magnticos duros, o imanes permanentes.

Curva de magnetizacin en los cuatro cuadrantes.

En las curvas anteriores puede verse la evolucin de B y J en funcin de H, cuando ste partiendo de cero llega a un mximo positivo (suficiente como para saturar el material), vuelve a cero, adquiere un valor negativo para saturar la muestra en sentido contrario y nuevamente llega a un mximo positivo completando el ciclo. El diagrama parte de las coordenadas [0; 0], es decir, campo aplicado nulo y material totalmente desmagnetizado (magnetizacin remanente nula). Al aumentar el campo aplicado, la induccin describe la forma de S hasta llegar a la saturacin. Cuando el campo aplicado disminuye a cero, el material retiene una magnetizacin que se denomina remanencia. Si se empieza a aplicar campo en sentido contrario, el material an permanece magnetizado en el mismo sentido. Si se contina aumentando el campo en sentido contrario, se comienzan a reordenar los dominios en sentido contrario, comenzando por los ms dbiles, hasta que, aplicado un campo suficientemente grande (denominado campo coercitivo o coercitividad), dicho campo vence la remanencia y el material queda con una induccin nula. Se observa que hay una sola remanencia (con H = 0 las curvas de B y J se cruzan), pero dos coercitividades. La denominada Hci (a veces HcJ) o coercitividad intrnseca, es el campo aplicado que anula la polarizacin magntica. La Hc, a veces denominada HcB, es el campo aplicado que anula la induccin magntica B.La coercitividad Hc corresponde con el valor de la intensidad del campo magntico (el cual es proporcional a la fmm) que se requiere para reducir la densidad de flujo del material.La importancia de la magnetizacin remanente reside en que es capaz de producir flujo magntico dentro de un circuito magntico en ausencia de excitacin externa.En las siguientes imgenes pareciera que tanto el Alnico 5 como el acero elctrico M-5 son tiles para producir un flujo dentro de circuitos magnticos sin excitacin ya que ambos poseen valores altos de magnetizacin remanente sin embargo existe una enorme diferencia si analizamos sus coercitividades Hc. La coercitividad se ilustra como una medida de la magnitud de fmm requerida para desmagnetizar el material

Observemos el circuito magntico de la siguiente figura, este incluye una seccin de material magntico duro en un ncleo de material magntico suave as como un devanado de excitacin de N nmero de vueltas.

Con relacin a la siguiente figura asumiremos que de manera inicial el material magntico duro no presenta magnetizacin, punto a.Ahora debemos considerar lo que ocurre cuando se aplica una corriente al devanado de excitacin:Al incrementar la corriente i a un valor muy alto la trayectoria B-H aumenta del punto a hacia su valor mximo en b, logrando una magnetizacin del material, asi cuando la corriente disminuye a cero la linea B-H comenzara a formar la curva de histresis llegando a c cuando i=0 con B estando en su valor de remanencia Br.

Ahora si la corriente adquiere un valor negativo se seguir trazando la curva de histresis sin embargo si la corriente regresa a cero la trayectoria no trazara la curva de histresis hacia el punto c nuevamente, en su lugar comenzara a trazar un ciclo de histresis menor como podemos observar en la imagen.La trayectoria B-H entre los puntos d y f representan una lnea recta denominada lnea de desmagnetizacin y a la inclinacin de esta lnea se la conoce como permeabilidad de desmagnetizacin .Estos efectos de desmagnetizacin de la excitacin negativa son equivalentes a aquellos producidos en un entrehierro de un circuito magntico.

http://www.inti.gob.ar/cordoba/pdf/ImanesPermanentes.pdf