Materiales magnticos

DEPARTAMENTOSECCINSEMESTRE

ING. ELCTRICACAMPOS Y REDES ELECTRICAS VI

DOCENTE:ASIGNATURACDIGO

PROF. HERNAY ANGLICATECNOLOGA ELCTRICA311320

AUTORES: PROF. SANTELIZ, CSARVIGENCIA: 98-I

GUIA TEORICA SOBRE MATERIALES MAGNTICOS Materiales magnticos

Los materiales magnticos son aquellos que se comportan como un imn bajo la accin de campos magnticos, pueden aplicar fuerzas para atraer o repeler a cualquier otro material de naturaleza metlica y tienen la capacidad de crear campos magnticos propios. Estas fuerzas actan a distancia y sin la necesidad de que haya contacto fsico. La regin donde se siente la fuerza se llama el campo del imn o simplemente su campo magntico. Entonces, un campo magntico es un campo de fuerza.

Las aplicaciones de los materiales magnticos son innumerables: transformadores, electroimanes, motores elctricos, generadores, micrfonos, altavoces, equipos electrnicos de comunicaciones, equipos mdicos, memorias de ordenadores, sistemas de almacenamiento de datos, circuitos lgicos, sensores, detectores.Naturaleza magntica de los materiales Las propiedades magnticas macroscpicas de los materiales son consecuencia de los momentos magnticos asociados a los electrones individuales. En un tomo cada electrn tiene momentos magnticos que se originan de dos fuentes distintas. Cuando el electrn se mueve alrededor del ncleo, genera un campo magntico muy pequeo debido a que es una carga en movimiento, por lo tanto presenta un momento magntico a lo largo de su eje de rotacin, simultneamente el electrn gira sobre s mismo alrededor de un eje, el otro momento magntico se origina del espn del electrn, el cual est dirigido a lo largo el eje de spin. Entonces un electrn en un tomo se puede considerar como un pequeo imn que tiene momentos magnticos tanto de orbitales como de spin. En cada tomo individual, los momentos orbitales y de spin de algunos pares electrnicos se cancelan unos con otros, por lo cual el momento magntico neto de un tomo es la suma de los momentos magnticos de los electrones constituyentes.

Clasificacin de los materiales magnticos: materiales blandos y durosDe forma general, suele clasificarse a los materiales magnticos de la forma siguiente: Materiales magnticos naturales

Estn formados por un oxido de hierro, generalmente tetraxido de hierro o magnetita ( Fe3O4), sexquixidos ( Fe2O3), y oxido ferroso ( FeO), estos dos ltimos en menor proporcin, llamados xidos magnticos o piedra imn y no tienen aplicaciones industriales

Materiales magnticos artificiales:

a) Temporales: aquellos en los cuales la propiedad magntica solo existe mientras acta la causa exterior imanadora, pertenece a esta grupo todos los formados por el hierro.

b) Permanentes: aquellos en los cuales se mantienen las propiedades magneticas, aun despus de haber cesado la causa inmanadora; pertenecen a esta a este grupo todos los formados por el acero Materiales magnticamente blandos

Los materiales magnticamente blandos son aquellos materiales que se magnetizan fcilmente con la aplicacin de un dbil campo magntico externo. Por otra parte, cuando este campo es suprimido, estos materiales se desmagnetizan con igual facilidad. Esto significa que los materiales magnticamente blandos exhiben sus propiedades magnticas solo cuando estn sujetos a campos magnticos externos. Por otra parte, un buen material magntico blando debe de exhibir como propiedades las siguientes:

a) Un bajo campo o fuerza coercitiva (campo o fuerza necesario para anular el valor de la emanacin),b) Una excelente permeabilidad magntica alta (capacidad para captar lneas magnticas) y a la vez, mantener una alta magnetizacin de saturacin. c) Las curvas de histresis son estrechas, lo que adems garantiza bajas perdidas (Baja energa de histresis Wh.).

d) Alta induccin de saturacine) Alta temperatura de Curie, de forma que se garantice el comportamiento ferromagntico en un amplio campo de temperaturas de trabajo.f) Propiedades mecnicas adecuadas: resistencia mecnica, tenacidad, ductilidad en fro para poder conformarse en chapas por laminacin.g) Bajocoste y disponibilidaden el mercado. Aplicaciones de los materiales magnticamente blandos

Las caractersticas de fcil imantacin y desimanacin permiten su utilizacin para construir circuitos magnticos en aplicaciones con corriente alterna: transformadores, generadores, motores, etc. y tambin en otras aplicaciones donde el material debe desmagnetizarse con facilidad, como rels, electroimanes, accionamiento de servovlvulas, etc Los materiales magnticos blandos ms comunes son las aleaciones de hierro con 3-4 % de Si. Se utilizan en los ncleos de los transformadores, motores, generadores, conmutadores magnticos y sensores magnticos. Son materiales magnticos blandos y tienen comparativamente altas resistividades. La resistividad () del Fe aumenta de 1x10-7 m hasta 9x10-7 m para Fe-6%Si. Tambin son utilizadas las aleaciones Fe-Ni, con nombres comerciales como Permalloy y Supermalloy. Se utilizan cada vez ms los metales amorfos como el vidrios metlicos que son muy fcilmente magnetizados y presentan muy pocas prdidas, aunque son ms caros, se necesitan velocidades de enfriamiento del orden de 106K/s. El Metglas reduce las prdidas cuatro rdenes de magnitud respecto a las aleaciones comunes Fe-Si. Otro vidrio metlico relacionado que se usa en el ncleo de los transformadores es Fe81B13.5Si3.5C2 debido a que es ferromagntico, presenta bajas prdidas y se puede procesar en hilos.

Materiales magnticamente duros

Una definicin simple de material magntico duro es aquel, queuna vez magnetizado, se comporta como un imn permanente.Un imn permanente, por consiguiente, se encuentra en un estado de energa relativamente alto, comparado con un imn que no est imanado. Los materiales magnticos duros son difciles de desimanar, una vez imanados debido bsicamente a sus altas constantes de anisotropa cristalina y a defectos que imposibilitan el movimiento de las paredes de dominio. Un material magnticamente duro es aquel que es difcil de imanar y que permanece imantado despus de eliminar el campo magntico. Los materiales magnticamente duros o permanentes se caracterizan por:

a) Un alto campo coercitivo, y una alta induccin magntica remanente.

b) Los ciclos de histresis de los materiales magnticamente duros son anchos y altos. c) Estos materiales se imanan en presencia de un campo magntico lo suficientemente intenso como para orientar sus dominios magnticos en la direccin del campo aplicado. d) Los materiales magnticamente duros son difciles de desimanar una vez han sido imanados. La dureza magntica puede estar originada por diferentes causas. En primer lugar, por imperfecciones de la red cristalina, precipitados de impurezas o tensiones internas inducidas mediante tratamientos trmicos convenientes, en segundo lugar, debido a un a fuerte anisotropa magntica, bien sea de origen magnetocristalino (hexaferritas, aleaciones de tierras raras-metal de transmisin-metaloide como por ejemplo del tipo Nd-Fe-B) o bien anisotropa de forma obtenida cuando el material esta constituido microestructuralmente por granos muy alargados ( lnicos y ferritas) Aplicaciones de los materiales magnticamente duros

Los materiales duros se utilizan en un gran nmero de aplicaciones como motores de alta potencia (Sm-Co, Nd-Fe-B), generadores y magnetos (lnicos y ferritas); altavoces y telfonos, grabacin magntica (oxido de Fe y Cr), rodamientos magnticos (lnicos), acopladores magnticos (lnico y aleaciones de TR-MT-M) y en general en todos aquellos dispositivos en los que es necesaria la aplicacin de un campo magntico relativamente intenso. Materiales Diamagnticos El diamagnetismo fue descubierto por Michael Faraday en 1846. Los Materiales diamagnticos no manifiestan una fuerte interaccin magntica, por lo que no aparecen magnticamente ordenados. Esto se debe a la respuesta desorganizada de los momentos orbitales atmicos, a la aplicacin de cualquier campo magntico exterior. En muchas sustancias, el diamagnetismo se encuentra enmascarado, y aquellas en que se manifiesta con claridad, estn compuestas por tomos cuyo momento magntico neto es cero (debido a que los orbitales se encuentran llenos y no existen electrones desapareados). Estos materiales expuestos a un campo magntico externo, se produce una magnetizacin inducida interior del material, de signo opuesto al del campo exterior, y determina valores negativos de susceptibilidad. Otra propiedad caracterstica de los medios diamagnticos es que su susceptibilidad es independiente de la temperatura. Algunas sustancias diamagnticas conocidas son el cuarzo (SiO2), la calcita (CaCO3) y el bismuto (Bi). Grafito Cobre (Cu) Plata (Ag) Oro (Au) Plomo (Pb) Cinc (Zn) Cadmio (Cd) Mercurio (Hg) Antimonio (Sb) Estao (Sn) Geranio (Ge) Arsnico (As). Materiales Paramagnticos Los materiales paramagnticos son aquellos cuya suma neta de los momentos magnticos permanentes de sus tomos o molculas es nula. Estos materiales tienen un comportamiento magntico muy dbil. Si se aplica un campo magntico exterior lo suficientemente elevado, los momentos magnticos de los materiales paramagnticos se tienden a ordenar de forma paralela al mismo. Por tanto, los dipolos se orientan en la misma direccin y sentido que el campo aplicado, por lo que la susceptibilidad magntica, aunque dbil, es positiva, y la permeabilidad relativa es ligeramente mayor que la unidad. Otra caracterstica que los diferencia de losmateriales ferromagnticoses el hecho de que cuando se elimina el campo externo aplicado el efecto del paramagnetismo desaparece. La suma del campo externo y el campo originado por la orientacin de los momentos magnticos de los tomos del material hace que se origine un campo magntico resultante sea B

Las caractersticas esenciales del paramagnetismo son: a) Los materiales paramagnticos se magnetizan dbilmente en el mismo sentido que el campo magntico aplicado. Resulta as que aparece una fuerza de atraccin sobre el cuerpo respecto delcampo aplicado.

b) La susceptibilidad magntica es positiva y pequea y la permeabilidad relativa es entonces ligeramente mayor que 1.c) A temperatura ambiente, y en ausencia de campo, no son magnticos. Esto provoca que solo una pequea fraccin de los dipolos que componen el material se oriente con el campo magntico, y dicha fraccin ser proporcional a la fuerza de dicho campo, esto es, la magnetizacin del material es directamente proporcional a la intensidad de campo magnticod) Cuando se elimina el campo externo aplicado el efecto del paramagnetismo desaparece Materiales ferromagnticos Los materiales ferromagnticos, compuestos de hierro y sus aleaciones con cobalto, tungsteno, nquel, aluminio y otros metales, son los materiales magnticos ms comunes y se utilizan para el diseo y constitucin de ncleos de los transformadores y maquinas elctricas. En un transformador se usan para maximizar el acoplamiento entre los devanados, as como para disminuir la corriente de excitacin necesaria para la operacin del transformador. En las maquinas elctricas se usan los materiales ferromagnticos para dar forma a los campos, de modo que se logren hacer mximas las caractersticas de produccin de par. Propiedades de los materiales ferromagnticos.a) Aparece una gran induccin magntica al aplicarle un campo magntico.

b) Permiten concentrar con facilidad lneas de campo magntico, acumulando densidad de flujo magntico elevado.

c) Se utilizan estos materiales para delimitar y dirigir a los campos magnticos en trayectorias bien definidas.

d) Permite que las maquinas elctricas tengan volmenes razonables y costos menos excesivos. Caractersticas de los materiales ferromagnticos. Los materiales ferromagnticos se caracterizan por uno o varios de los siguientes atributos:

a) Pueden imanarse mucho ms fcilmente que los dems materiales. Esta caracterstica viene indicada por una gran permeabilidad relativa m /m r.

b) Tienen una induccin magntica intrnseca mxima muy elevada.

c) Se imanan con una facilidad muy diferente segn sea el valor del campo magntico. Este atributo lleva una relacin no lineal entre los mdulos de induccin magntica (B) y campo magntico.

d) Un aumento del campo magntico les origina una variacin de flujo diferente de la variacin que originara una disminucin igual de campo magntico. Este atributo indica que las relaciones que expresan la induccin magntica y la permeabilidad (m ) como funciones del campo magntico, no son lineales ni uniformes.

e) Conservan la imanacin cuando se suprime el campo.

f) Tienden a oponerse a la inversin del sentido de la imanacin una vez imanados.

Ferrimagnetismo

El ferrimagnetismo es un fenmeno fsico en el que se produce ordenamiento magntico de todos los momentos magnticos de modo que no todos los momentos magnticos de una muestra estn alineados en la misma direccin y sentido. Algunos de ellos estn opuestos y se anulan entre s. Sin embargo estos momentos magnticos no consiguen anular por completo la magnetizacin. Esto se debe a que algunos materiales cermicos poseen tomos o iones con momentos magnticos diferentes y cuando estos momentos magnticos se alinean de forma antiparalela, se produce un momento magntico neto en una direccin. Este tipo de materiales se llaman ferritas. Estas ferritas tienen baja conductibilidad y son tiles para muchas aplicaciones elctricas y magnticas tales como transformadores de alta frecuencia. Las magnetizaciones de saturacin de los materiales ferrimagnticos no son tan altas como las de los ferromagnticos. Por encima de la temperatura de Curie se pierde el ferrimagnetismo y el material pasa a ser paramagntico. La magnetita es un material ferrimagntico de las llamadas "ferritas" u "xidos ferrimagnticos" Materialesantiferromagnticos En los materialesantiferromagnticoslos momentos magnticos de los tomos vecinos son de la misma magnitud, pero antiparalelos. Cada una de estas subredes recuerda un estado de un cuerpo ferromagntico. Las dos subredes ordenadas orientadas en sentido opuesto entre s se anulan mutuamente resultando en un momento magntico total igual a cero. La susceptibilidad magntica de un material antiferromagntico es relativamente baja a temperaturas debajo del punto de Curie, sube con la temperatura acercndose a la temperatura de Curie caracterstica para el material en cuestin, alcanza su mximo a la temperatura de Curie y encima de la temperatura de Curie su susceptibilidad decrece. A los materiales antiferromagnticos pertenecen entre otros la hematita (Fe2O3, TCurie= 675C), los xidos de manganeso, de hierro, de cobalto y de nquel. Dominios magnticos En un material ferromagntico existe un gran nmero de regiones en las cuales los dipolos se encuentran alineados, pero la direccin de alineacin es diferente para cada regin. Estas regiones se llaman dominios magnticos. Cuando los dominios magnticos son orientados preferencialmente en una direccin, mediante la aplicacin de un campo magntico externo, la muestra adquiere una intensa magnetizacin. La magnetizacin persiste una vez retirado el campo en materiales ferromagnticos duros, dando lugar a imanes permanentes.

En el caso de los imanes naturales como la magnetita, se entiende que estos dominios se fueron orientando segn el campo magntico terrestre mientras la lava volcnica originaria se iba solidificando. Los materiales ferromagnticos son los que presentan dominios magnticos fciles de ordenar por accin de un campo externo y en esto consiste la imantacin por induccin.Proceso de magnetizacin. Curva de magnetizacin y procesos en los dominios relacionados con ella Se analizan a continuacin los procesos en los dominios as como la magnetizacin resultante en un espcimen ferromagntico sometido a un campo exterior H. El campo aplicado comienza desde un valor cero hasta un valor Hm tal que lleva al espcimen a la saturacin tcnica. Los mecanismos que se producen en el proceso de magnetizacin se pueden agrupar en varias zonas o rangos [Chikazumi, 1964], tal y como se muestra en la figura 1. Estado desmagnetizado

2. Rango de permeabilidad inicial

3. Rango de magnetizacin irreversible

4. Rango de magnetizacin por rotacin coherente

5. Rango de saturacin tcnica o de aproximacin a la saturacin

Estado desmagnetizado

El material no ha sido previamente expuesto a un campo exterior, se encuentra en su estado natural. En tal estado los dominios presentan una orientacin aleatoria y por tanto una magnetizacin resultante nula.Rango de permeabilidad inicial La magnetizacin cambia reversiblemente. La magnetizacin en cada dominio rota reversiblemente partiendo de las direcciones estables. Simultneamente las paredes de los dominios se desplazan reversiblemente desde sus posiciones estables en los ejes cristalogrficos favorables hacia la direccin del campo. El proceso de magnetizacin reversible de esta zona se produce por desplazamientos as mismo reversibles de las paredes de los dominios. Se produce un crecimiento de los dominios alineados favorablemente con el campo siguiendo los criterios de minimizacin energtica. Como quiera que el desplazamiento de las paredes est determinado por la homogeneidad del material, la contribucin de dichos desplazamientos a la permeabilidad inicial depende enteramente del tipo de material estudiado.

Rango de magnetizacin irreversible

Si se incrementa el campo aplicado H por encima a los valores de campo correspondientes al rango de permeabilidad inicial, la magnetizacin experimentar un aumento drstico siguiendo un proceso irreversible. La magnetizacin aumenta por desplazamientos irreversibles de las paredes de una posicin estable a otra.

En materiales muy heterogneos, con gran cantidad de inclusiones magnticas, la magnetizacin es irreversible. Esto es debido a los desplazamientos irreversibles de las paredes y a la rotacin irreversible de la magnetizacin de los momentos. Los dominios rotan de su direccin original a una de las direcciones de los ejes cristalogrficos favorables que estn cercanos a la direccin del campo aplicado.

En este rango se producen los saltos de Barkhausen, de los cuales hablaremos ms adelante.

Los saltos de Barkhausen son pequeos cambios discontinuos en la magnetizacin, inducidos por el desplazamiento irreversible de las paredes y por la rotacin irreversible de la magnetizacin local de los dominios. Tambin se produce el efecto magneto-trmico, que consiste en la generacin de calor en el proceso de magnetizacin. Parte del trabajo realizado por el campo en el proceso de magnetizacin discontinua se disipa en calor. Est disipacin de calor es la que se denomina prdidas por histresis.

Rango de magnetizacin por rotacin coherente Si el campo aplicado sigue aumentado de valor, la curva de magnetizacin se vuelve menos empinada y el proceso se torna reversible una vez ms. El desplazamiento de los dominios ya se ha completado y la magnetizacin se produce por rotacin coherente. Los dominios que estaban orientados en los ejes cristalogrficos favorables ms cercanos a la direccin del campo han ocupado todo el espcimen y ahora rotan a la direccin del campo a medida que ste aumenta de valor.

Rango de saturacin tcnica En esta zona la magnetizacin se aproxima gradualmente a la saturacin. En la saturacin tcnica la magnetizacin se incrementa gradualmente en proporcin al campo magntico. Este efecto se produce por el perfecto alineamiento de los espines con el campo. No obstante, el alineamiento de los espines se ve afectado por la agitacin trmica, con lo que en la prctica no se logra la saturacin total, de ah la denominacin de saturacin tcnica. Generalmente este efecto es muy pequeo incluso bajo campos considerablemente altos.

Histresis magntica La histresis significa retardo. En un ncleo de hierro de un electroimn, el flujo va por detrs del aumento o disminucin de la fuerza magnetizadora. La histresis ocurre como resultado del hecho que los dipolos magnticos en el material no son perfectamente elsticos y no vuelven a su posicin original cuando se elimina la fuerza externa.Cuando la fuerza magnetizadora varia a bajo ritmo, se puede considerar el efecto de histresis varia a bajo ritmo, se puede considerar el efecto de histresis como insignificante. Sin embargo, cuando ms rpido sea el cambio de la fuerza desmagnetizadora, mayor ser el efecto de histresis y la perdida de energa.El trabajo realizado por la fuerza magnetizante contra la friccin interna, genera calor. La energa disipada en calor, a medida que los dipolos moleculares siguen a la fuerza de magnetizacin se llama prdidas por histresis.

Para el acero y otros materiales duros, las perdidas por histresis son muy superiores a las de los materiales magnticos blandos, como el hierro o las ferritas.

La curva mostrada en la figura hace referencia a bucle o ciclo de histresis de una sustancia, el cual expresa de manera grafica el desfase entre campo de excitacin y el flujo de la pieza Una curva de histresis ancha (materiales magnticos duros), fig B, nos indica que el material es difcil de magnetizar, tendr alta reluctancia. Bajo esta caracterstica de histresis materiales como el acero duro tendr las siguientes caractersticas:1. Baja permeabilidad

2. Alta retentividad

3. Alta fuerza coercitiva

4. Alta reluctancia

5. Alta cantidad de magnetismo residual

Una curva de histresis delgada (materiales magnticos blandos), fig A, mostrada en un material suave, como el hierro con bajo contenido de carbono, muestra las siguientes caractersticas:1. Alta permeabilidad

2. Baja retentividad

3. Baja fuerza coercitiva

4. Baja reluctancia

5. Baja cantidad de magnetismo residual

Los aceros con un alto contenido de carbono, y tratados trmicamente a niveles altos de resistencia ( temple y revenido), presentan valores mximos de retentividad, que se reduce cuando el acero esta recocido ( bajo nivel de resistencia)

Los aceros muy suaves (contenido en carbono muy bajo, como los hierros dulces) tienen retentividades casi nulasDescripcin de la curva de histresis Primera etapa: La curva parte de cero cuando el material no esta energizado, variando la intensidad de campo magntico (H). La curva que representa el valor del campo en la pieza (B), crece y toma la forma de la curva a trozos (Fig, a), hasta alcanzar el punto Ha llamado saturacin (A).Segunda etapa: ahora se empieza a reducir el valor de intensidad de campo magntica H, y se observa, fig b, que el valor B no sigue la curva de magnetizacin, sino otra como la del trazo lleno, de tal manera que cuando H vuelve a cero, el flujo en la pieza es distinto de cero ( punto B). la distancia O-B se llama magnetismo residual. La capacidad de un material ferromagntico para cierta cantidad de magnetismo residual, se llama retentividad. Tercera etapa: para anular el magnetismo residual, obliga a aplicar un campo H de direccin contraria al anterior, fig c, que crea una fuerza llamada fuerza coercitiva y es la intensidad del campo inverso necesario para eliminar el magnetismo residual de un material.Cuarta etapa: Si aumentamos el valor de H en la direccin opuesta a la inicial, se alcanza la saturacin en D, fig d, de la misma intensidad que en A pero de sentido opuesto. La pieza ha sido magnetizada en direccin inversa. Si se reduce el valor de H hasta cero, la curva vuelve a alcanzar el punto E homologo al punto B, para la anulacin habra que aplicar una fuerza coercitiva representada por ( O-F). si seguimos incrementando H, cerramos y completamos la curva A.

Una forma de desmagnetizar totalmente un material ferromagntico sera por medio de la activacin trmica: hacer que su temperatura alcance laTemperatura de CurieTC.

Temperatura de CurieTC.: temperatura por encima de la cual un cuerpoferromagnticopierde sumagnetismo, comportndose como un material puramenteparamagntico.Lo que se hace para desordenar los dominios a temperatura ambiente, est basado en: Cuando se aplica un campo magntico, el material magntico se magnetiza todo lo que la energa suministrada por el campo le permita. Si el campo se retira sbitamente, el material queda con una magnetizacinun poco menor. Si se aplica un campo opuesto, no se anula la magnetizacin, sino que el material se magnetiza con la misma intensidad, pero en sentido opuesto. Esto significa que la forma de eliminar la magnetizacin residual consiste en seguir etapas de menor magnetizacin en forma sucesiva, alternada y decreciente, para que el material progresivamente vaya quedando con menor remanencia en cada ciclo. Especficamente, lo que hace eldes magnetizadoes someter al material aciclos de histresis sucesivos, mediante un campo alterno (AC) decrecientedonde cada ciclo tiene menor amplitud que el anterior, de modo que la estructura de dominios vaya desordenndose gradualmente, hacia una configuracin -en promedio- casi sin remanencia.Perdidas por histresis Las prdidas se deben a dos causas: a) la tendencia del material a conservar su imanacin o aponerse a una imanacin que ocasiona las llamadas perdidas por histresis b) el calentamiento por efecto joule que aparece en el material a consecuencia de las corrientes de Foucault que se inducen en el al ser variable el flujo con el tiempo, esto constituye las perdidas por corrientes Foucault.Las prdidas por histresis representan una prdida de energa que se manifiesta enforma de caloren los ncleos magnticos. El calor as generadoreduce el rendimientode los dispositivos con circuitos magnticos como transformadores, motores y/ogeneradores.

La histresis es el fenmeno de inercia por el cual un material ofrece resistencia a un cambio, ya que tiene tendencia a conservar sus propiedades. Esta resistencia se manifiesta haciendo que el proceso de variacin sea distinto en un sentido contrario.

Despus de someter a una sustancia ferromagntica a la accin de un campo magntico, cuando este desaparece la sustancia manifiesta todava un cierto nivel deinduccin magntica, que llamamosmagnetismo remanente.

La prdida de potencia es directamente proporcionalal rea de la curva de histresis.

Corrientes de Foucault:Seproduce cuando un conductor atraviesa uncampo magnticovariable, o viceversa. El movimiento relativo causa una circulacin deelectrones, o corriente inducida dentro del conductor. Estas corrientes circulares de Foucault creanelectroimanesconcampos magnticosque se oponen al efecto delcampo magnticoaplicado Cuanto ms fuerte sea elcampo magnticoaplicado, o mayor laconductividaddel conductor, o mayor la velocidad relativa de movimiento, mayores sern las corrientes de Foucault y los campos opositores generados. Las prdidas por histresis se deben a la tendencia de la caracterstica B-H del material de recorrer un lazo cuando se aplica a dicho material un campo magntico cclico. Las prdidas por histresis representan una prdida de energa que se manifiesta en forma de calor en los ncleos magnticos. Con el fin de reducir al mximo estas prdidas, los ncleos se construyen de materiales magnticos de caractersticas especiales. Temperatura de curie Se denominatemperatura de Curie(en ocasionespunto de Curie) a la temperaturapor encima de la cual un cuerpoferromagnticopierde su magnetismo, comportndose como un material puramente paramagnetico, debido a que los efectos trmicos de desorden son mayores que los efectos de alineamiento de la interaccin magntica entre dominios. Una forma de desmagnetizar un material ferromagntico es entonces calentarlo por encima de esta temperatura.Materiales Y Temperaturas De CurieMaterialTemp. Curie (K)

Fe1043

Co1388

Ni627

Gd292

Dy88

MnAs318

MnBi630

MnSb587

CrO2386

MnOFe2O3573

Fe3O4858

NiOFe23858

CuOFe2O3728

MgOFe23713

EuO69

Y3Fe5O12560

Se ve que estas temperaturas son en casos muy altas y cercanas a las temperaturas de fusin del elemento, por lo que en la prctica la desmagnetizacin por temperatura es en general un proceso parcial.

Materiales ferromagnticos para transformadores: La aleacin ferromagntica ms utilizada para el diseo de ncleos de transformadores es la aleacin hierro-silicio, esta aleacin es la producida en mayor cantidad y esta compuesta por hierro esencialmente puro con 1-6% de silicio, dependiendo este porcentaje del fin a que se destine el material. Dando a esta aleacin un tratamiento trmico adecuado, se obtiene un material que comparado con el hierro, tiene mejores propiedades magnticas para campos magnticos dbiles, una resistividad mayor y sufren perdidas totales menores en el ncleo. Esta aleacin se lamina en chapas y flejes, principalmente de espesores comprendidos entre 0,35 y 0,635 mm recocidos; en el lenguaje corriente se le conoce con el nombre de acero al silicio o Chapa magntica.

Las chapas de mejor calidad presentan mayor contenido en silicio, entre el 4 y el 5. El silicio eleva la dureza del material, por lo que su porcentaje se determina segn el empleo al que se designa la chapa. Para maquinas rotatorias el limite superior es aproximadamente del 4%, teniendo en cuenta el peligro de la fragilidad. Tambin se prefieren chapas de menor contenido de silicio cuando las densidades de funcionamiento son elevadas o cuando se desea una elevada conductividad calorfica. Las perdidas en el ncleo y el coeficiente de envejecimiento aumentan al disminuir el contenido de silicio.

La fabricacin de la chapa magntica ha llegado a estar normalizada en considerable extensin por lo que los datos magnticos publicados por diversos fabricantes no se diferencian, calidad por calidad, excesivamente.

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