Como ocorre a magnetización?: Conceptos básicos do fenómeno

A magnetización ou tamén chamada magnetización ou magnetización, vén ser un proceso a partir do cal os momentos dipol magnéticos dun material coas características determinadas para iso, están aliñadas. É un proceso que se leva a cabo para crear propiedades magnéticas a unha barra de aceiro ou ferro, é simplemente transferir as propiedades dun imán a un elemento que as recibe, proporcionando propiedades magnéticas a dito material ou elemento, e logo atraéndoo a outro obxectos coma se dun imán se tratase

Pero que é un imán?

Un imán é un mineral que se produce ao combinar osíxeno cun radical simple ou composto no primeiro grao de oxidación e un sesquióxido de ferro cuxa propiedade fundamental é atraer metais como ferro, níquel, cobalto, porque se crea un campo magnético ao seu redor.

O material ou o imán ten dous polos magnéticos diferentes ou opostos, estes chamariamos norte e sur, para chamalos dun xeito coloquial ou popular e como consecuencia da súa orientación cara aos extremos do planeta terra.

Por que se atraen os materiais?

Cando se achegan os polos dun imán, prodúcese unha especie de repulsión automática, xa que a atracción xérase entre os polos opostos. Estes materiais, convertidos en imáns, adoitan ter forma de barra cos polos nos extremos ou tamén poden ter unha forma de ferradura clásica.

Este fenómeno do magnetismo pode adoptar moitas formas, pode ser unha corrente eléctrica nun condutor ou partículas que se moven polo espazo ou o movemento dun electrón nun orbital atómico. Os corpos están formados por tres partículas: protóns, electróns e neutróns. Os electróns son imáns naturalmente e é así, que nos corpos estes elementos están dispersos por toda a súa extensión e poden exercer a súa acción e efecto dun xeito natural.

Todos os materiais teñen esta propiedade?

Segundo os experimentos realizados, a maioría dos materiais cos que interactuamos teñen en maior ou menor grao a posibilidade de atraer ou ter atracción magnética, por suposto dentro desta ampla gama de materiais, os metais teñen unha cota maior e efectiva que por exemplo , o cun material plástico.

Hai materiais como o ferro, o cobalto, o níquel que teñen propiedades magnéticas moi marcadas, se os achegamos a un imán, verémolo de inmediato a parte metálica unirase a ela, esa é a demostración máis sinxela que podemos coñecer. Todos os materiais teñen propiedades magnéticas ata certo punto. Ao colocar a materia nun campo non homoxéneo, é atraída ou repelida na dirección do gradiente dese campo. Esta propiedade caracterízase pola susceptibilidade magnética da materia en función do grao de magnetización que exista.

Esta magnetización dependerá do tamaño dos momentos dipolares dos átomos dunha substancia e do grao en que os momentos dipolares están aliñados entre si. Aquí podemos mencionar o ferro, que ten ou presenta propiedades magnéticas moi marcadas, debido ao aliñamento dos momentos magnéticos dos seus átomos dentro certas rexións chamadas "Dominios".

Hai unha aliaxe de boro, ferro e neodimio (NdFeB), que teñen os seus dominios aliñados e que se usan para fabricar imáns permanentes. O forte campo magnético producido por un imán típico de tres milímetros de grosor feito deste material é comparable a un electroimán feito a partir dun lazo de cobre que leva unha corrente de varios miles de amperios. En comparación, a corrente nunha lámpada típica é de 0,5 amperios.

Momento magnético

A magnetización M dun corpo é causada por correntes eléctricas en circulación ou momentos magnéticos atómicos elementais, e defínese como o momento magnético por unidade de volume destas correntes ou momentos. No sistema de unidades mks (SI), M mídese en web por metro cadrado.

Por outra banda, é necesario coñecer o efecto que a magnetización ten sobre as propiedades físicas das substancias, entre as que podemos mencionar: resistencia eléctrica, calor específica e tensión elástica.

Campo magnético

O que demostra que hai un campo magnético é a forza exercida sobre esas cargas que están en movemento, esta forza desvía as partículas sen cambiar a súa velocidade.

Isto pódese observar, por exemplo, no torque dunha agulla de compás que actúa para aliñar a agulla co campo magnético terrestre, a devandita agulla é unha delgada peza de ferro magnetizada. A miúdo chámase un extremo o polo norte e o outro polo sur extremo, polo tanto a forza entre ambos polos é atractiva, mentres que a forza entre polos similares é repulsiva.

Características do ccampo magnético

Este campo magnético pode denominarse Densidade de fluxo magnético ou Indución magnética, e sempre estará simbolizado pola letra B. Unha propiedade fundamental dun campo magnético é que o seu fluxo por calquera superficie pechada desaparece. (Unha superficie pechada é a que rodea completamente un volume.) Isto exprésase matemáticamente por div B = 0 e pódese entender fisicamente en termos das liñas de campo que representan B.

Os campos magnéticos mídense en unidades de tesla (T). (Outra unidade de medida de uso común para B é o gauss, aínda que xa non se considera unha unidade estándar. Un gauss é igual a 10-4 teslas).

Neste sentido, un campo magnético  é bastante diferente dun campo eléctrico. As liñas de campo eléctrico poden comezar e rematar cunha carga.

A fonte máis común de campos magnéticos é o circuíto de corrente eléctrica. Pode ser unha corrente eléctrica nun condutor circular ou o movemento dun electrón que orbita nun átomo. Un momento dipolar magnético asociado a ambos tipos de bucles de corrente é un momento dipolar magnético, cuxo valor é iA, o produto da corrente i e a área do bucle A.

Tamén teñen electróns, protóns e neutróns nos átomos un dipolo magnético asociado co seu xiro intrínseco; Estes momentos dipolares magnéticos representan outra fonte importante de campos magnéticos.

Unha partícula cun momento dipolar magnético chámase a miúdo dipolo magnético. (Un dipolo magnético pódese considerar como un pequeno imán de barra. Ten o mesmo campo magnético que ese imán e compórtase do mesmo xeito nos campos magnéticos externos.)

Cando se coloca nun campo magnético externo, un dipolo magnético pode unirse a un torque que tende a aliñalo co campo; se o campo externo non é uniforme, o dipolo tamén pode ser sometido a unha forza.

Métodos de magnetización

Contacto directo:

É o máis usado, simplemente frote un extremo do material, xa sexa ferro ou aceiro cun dos polos do imán, mentres frota o outro extremo co outro polo. Aínda que é certo que isto se demostra facilmente, tamén debemos saber que o diferente Os materiais magnéticos requiren diferentes enerxías de magnetización, polo que é importante coñecer a cantidade de enerxía necesaria para saturar completamente os imáns durante este proceso.

Indución:

As barras de aceiro ou ferro moi pequenas achéganse a un imán bastante poderoso, despois enrólase un cable nunha peza de ferro, o que chamamos "bobina", este procedemento xerará un fenómeno coñecido como electroimán, atraendo as pequenas partículas ao imán. É necesario aclarar que o fenómeno da atracción só se produce mentres a corrente eléctrica se move.

Estas liñas sempre se pechan en si mesmas, polo que se entran nun determinado volume nalgún momento, tamén deben deixar ese volume. Neste sentido, un campo magnético é bastante diferente dun campo eléctrico. As liñas de campo eléctrico poden comezar e rematar cunha carga.