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17 BLOQUE 2: CONCEPTOS Y FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS. 2.1 Magnetismo y electromagnetismo . Imanes permanentes. Fuerza magnética. Líneas de campo. Flujo magnético y densidad de flujo: campo. Generación de campos magnéticos por: corrientes rectilíneas, corrientes circulares, bobina. Interacción de un campo magnético con una carga (reposo, movimiento…). Fuerza de Lorentz. Interacción de un campo magnético con una corriente (conductor rectilíneo y espira rectangular) . Interacción entre dos corrientes rectilíneas paralelas. Definición de Amperio. Magnetismo en medios materiales: diamagnéticos, paramagnéticos y ferromagnéticos. Histéresis magnética. (B en función de I). INTRODUCCIÓN (actividad práctica): El magnetismo tiene que ver con fenómenos de atracción y repulsión entre imanes. Y el electromagnetismo con los fenómenos magnéticos que aparecen cuando por los conductores y bobinas fluye una corriente eléctrica. El estudio de estas dos ciencias es importante, ya que aprovechando estos fenómenos se pueden construir bobinas de choque, electroimanes, transformadores, cerraduras electromagnéticas, cocinas de inducción, detectores de metales, electroválvulas y un sinfín más de aplicaciones. ¿Qué es un imán? Un imán es un cuerpo que posee la propiedad de atraer al hierro y sus derivados, y algunos otros metales como el níquel y el cobalto. A estos materiales que son susceptibles de ser atraídos por un imán se los conoce por el nombre de materiales ferromagnéticos. Si depositamos una cantidad de limaduras de hierro sobre un imán recto, podremos observar que aparece una mayor concentración de

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BLOQUE 2: CONCEPTOS Y FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS.

2.1 Magnetismo y electromagnetismo. Imanes permanentes. Fuerza magnética. Líneas de campo. Flujo magnético y densidad de flujo: campo. Generación de campos magnéticos por: corrientes rectilíneas, corrientes circulares, bobina. Interacción de un campo magnético con una carga (reposo, movimiento…). Fuerza de Lorentz. Interacción de un campo magnético con una corriente (conductor rectilíneo y espira rectangular) . Interacción entre dos corrientes rectilíneas paralelas. Definición de Amperio. Magnetismo en medios materiales: diamagnéticos, paramagnéticos y ferromagnéticos. Histéresis

magnética. (B en función de I).

INTRODUCCIÓN (actividad práctica): El magnetismo tiene que ver con fenómenos de atracción y repulsión entre imanes. Y el electromagnetismo con los fenómenos magnéticos que aparecen cuando por los conductores y bobinas fluye una corriente eléctrica.

El estudio de estas dos ciencias es importante, ya que aprovechando estos fenómenos se pueden construir bobinas de choque, electroimanes, transformadores, cerraduras electromagnéticas, cocinas de inducción, detectores de metales, electroválvulas y un sinfín más de aplicaciones.

¿Qué es un imán? Un imán es un cuerpo que posee la propiedad de atraer al hierro y sus derivados, y algunos otros metales como el níquel y el cobalto. A estos materiales que son susceptibles de ser atraídos por un imán se los conoce por el nombre de materiales ferromagnéticos.

Si depositamos una cantidad de limaduras de hierro sobre un imán recto, podremos observar que aparece una mayor concentración de éstas en los extremos del imán. A su vez también se puede comprobar como esta concentración va disminuyendo hacia el centro, hasta desaparecer prácticamente en el centro. A las zonas donde se produce la mayor atracción se las denomina polos magnéticos.

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¿Para qué sirven los imanes? Las aplicaciones de los imanes son muy variadas, ya que con ellos se pueden producir fuerzas considerables. Así, por ejemplo, se pueden utilizar como separadores magnéticos que separan materiales magnéticos de no magnéticos. Otras aplicaciones de los imanes son pequeñas dinamos, micrófonos, altavoces, aparatos de medida analógicos y pequeños motores eléctricos de CC.

¿Cómo se clasifican los imanes?

Imanes temporales: Como el hierro dulce (chapa de hierro aleada, por lo general, con silicio) que mantiene sus propiedades magnéticas solo cuando está sometido a la acción de un campo magnético. Los imanes temporales son de gran utilidad para la construcción de núcleos para electroimanes, motores, generadores y transformadores.

Imanes permanentes: como el acero que, una vez imantado, mantiene sus propiedades magnéticas durante largo tiempo. El exceso de temperatura puede disminuir fuertemente estas propiedades (el acero las pierde a los 773°C.). Para la construcción de imanes permanentes se utilizan aleaciones de: acero-tungsteno, acero-cobalto, y otros más.

Imanes permanentes

¿De dónde procede el magnetismo natural de los imanes?

Observación: Si rompemos un imán en dos, las dos partes resultantes son dos imanes completos con sus polos correspondientes. Si volviéramos a romper una de estas partes obtendríamos otros dos nuevos imanes. Este proceso se puede repetir multitud de veces. Y así, si suponemos que siempre obtenemos imanes, llegaremos, cortando, hasta el átomo, que también sería un pequeño imán (molécula magnética), con sus dos polos respectivos.

Los átomos individuales de una sustancia magnética son, en efecto, diminutos imanes con polos norte y sur. El magnetismo es el resultado del movimiento de los electrones en los átomos de las sustancias. Por lo tanto el magnetismo es una propiedad de la carga en movimiento. Los átomos en un material están agrupados en microscópicas regiones magnéticas a las cuales se aplica la denominación de dominios.

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Se admite entonces que los dominios de las sustancias son pequeños imanes:

Cuando los dominios están ordenados, la sustancia está imanada; cuando los dominios están desordenados, la sustancia no presenta propiedades magnéticas.

Quiere decir entonces que cuando se hace un imán artificial, lo único que hacemos es ordenar los pequeños dominios. Esto explica por qué al imanar por frotamiento con un imán natural, hay que frotar siempre en el mismo sentido. También por esto, por más que frotemos un imán artificial, no se imana más; como todas las moléculas están ya ordenadas, no podremos conseguir aumentar su magnetismo frotando.

Esta interesante teoría permite darnos cuenta de por qué para imanar o desimanar se suelen golpear los imanes: de esta manera se ayuda a ordenar o desordenar los imanes moleculares. También calentando un imán llega un momento que se desimana. A una determinada temperatura, los imanes dejan de serlo; ello ocurre porque al estar a tan alta temperatura las moléculas se desordenan sensiblemente.

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Campo magnético de un imán. Líneas de campo. Fuerza magnética.

Se puede decir que un campo magnético es el espacio, próximo al imán, en el cual son apreciables los fenómenos magnéticos originados por dicho imán.

El campo magnético de un imán es más intenso en unas partes que en otras. Así, por ejemplo, el campo magnético adquiere su máxima intensidad en los polos, disminuyendo paulatinamente según nos alejamos de ellos. Para poder hacernos una idea del aspecto que tiene el campo magnético toma un imán sobre él coloca una lámina de plástico transparente y espolvorea con limaduras de hierro, procurando que queden uniformemente repartidas por toda la superficie. Las limaduras de hierro se orientan sobre la lámina dibujando la forma del campo magnético. Observa que hay más limaduras concentradas en los extremos, y que existen unas cadenas de limaduras que forman unas líneas que van de un polo a otro. A estas cadenas se las conoce por el nombre de líneas de fuerza de campo magnético.

Un campo magnético queda definido por unas líneas de fuerza que se llaman líneas de inducción magnética. Estas líneas son tangentes en cualquier punto a un vector llamado vector

inducción magnética o inducción magnética (B→

)

Las líneas de campo salen por el polo norte del imán, recorren el espacio exterior y entran por el polo sur. El sentido de circulación de estas líneas por el interior del imán es de sur a norte. La mayor o menor concentración de esas líneas nos indica lo intenso que es el campo en una determinada zona. Podemos observar que cuando acercamos dos imanes por sus polos iguales, las líneas de campo se repelen:

En los imanes los polos del mismo nombre desarrollan fuerzas de repulsión y los de diferente nombre de atracción

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Una de las características de las fuerzas magnéticas, que las distingue de otras fuerzas estudiadas hasta ahora, como las fuerzas gravitatorias o las fuerzas electrostáticas es que los imanes no solo se atraen y repelen, sino que también se orientan.

En la figura siguiente se muestran los efectos de orientación y de fuerzas existentes entre dos imanes. La aguja imantada (que puede girar libremente en el plano horizontal, pero no trasladarse) quedará orientada frente al imán de la izquierda.

EL MAGNETISMO TERRESTRE

La brújula: Una brújula es una aguja imantada que puede girar libremente en su eje central. Mediante una brújula será fácil determinar los nombres de los polos magnéticos terrestres.

Flujo magnético (∅).

Como sabes, el campo magnético se representa a través de las líneas de fuerza . El flujo de campo magnético (∅) a través de una superficie S se define como la cantidad de líneas de fuerza que atraviesa dicha superficie. Sus unidades es Weber (Wb), en el sistema internacional.

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Como se aprecia en la figura anterior, el número de líneas de campo que atraviesan una determinada superficie depende de la orientación de esta última con respecto a las líneas de campo. Por tanto, el flujo del campo eléctrico debe ser definido de tal modo que tenga en cuenta este hecho.

El concepto matemático de flujo. Llamamos flujo magnético a través de una superficie al

producto escalar entre B→

y S, donde B→

es el vector inducción magnética y S→

es el vector superficie.

Ø ¿ B .→

S→

Vector inducción magnética (B→

):

De la anterior expresión se deduce que el vector

inducción magnética (B→

), se define como la cantidad de

líneas de fuerza que atraviesa perpendicularmente la superficie unidad.

En cierta forma, nos indica lo densas que son las líneas de fuerza, o lo concentradas que están en una parte del campo. Se representa por la letra B y sus unidades es el Tesla, en el sistema internacional.

Se dice que existe una inducción de 1T cuando el flujo de 1Wb atraviesa perpendicularmente una superficie de 1m2

1Tesla=1weber1m2

Se representa por un vector cuya dirección y sentido coincide con la dirección y el sentido de las líneas de inducción en cada punto del campo magnético. Por lo tanto, debemos representarla

como: B→

. El módulo de la inducción en cada punto es igual al número de líneas de inducción que

atraviesa la unidad de superficie en ese punto. Este vector inducción magnética es el equivalente al vector intensidad de campo gravitatorio g y al vector intensidad de campo eléctrico E en los campos gravitatorio y electrostático respectivamente.

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Fuerza de Lorentz. Interacción de un campo magnético con una carga (reposo, movimiento).

¿Qué vector representará al campo magnético?

Para definir cualquier campo magnético primero tenemos que definir la fuerza magnética (F) que actúa sobre una carga (q).

Se observa experimentalmente que cuando una carga (q) cualquiera tiene una velocidad v→

en la

proximidad de un imán, existe una fuerza (F→

¿ sobre ella. Los experimentos realizados con diversas

cargas móviles con varias velocidades en un punto del espacio dan los resultados siguientes correspondientes a la fuerza magnética:

a) La fuerza es proporcional al valor de la carga.b) La fuerza es proporcional al módulo de la velocidad v.c) El valor, la dirección y sentido de la fuerza depende de la dirección y sentido de v.d) Si la velocidad está dirigida a lo largo de una línea determinada del espacio, la fuerza es cero.e) Si la velocidad no está dirigida según esta línea, existe una fuerza que es perpendicular a v.f) Si la velocidad forma un ángulo α con esta línea, la fuerza es proporcional al senα.g) La fuerza sobre una carga negativa es de sentido opuesto a la ejercida sobre una positiva y de igual

velocidad.Podemos resumir estos resultados experimentales escribiendo como valor de la fuerza

(Fuerza de LORENTZ) .

F→

=q (v→

x B→

)

A partir de lo anterior se define el vector inducción magnética B→, en un punto del espacio:

Su dirección es la del movimiento de las cargas sobre las que la fuerza magnética es nula.

Su módulo es: |B|= |F||q|. v . senα :

La unidad en el SI para la inducción es el Tesla.

Una carga de 1C que se mueve con velocidad de 1 m/s perpendicular a un campo magnético de 1T, experimenta una fuerza de 1 newton.

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Interacción de un campo magnético con una corriente que circula por un conductor rectilíneo (motores eléctricos)

Cuando por un hilo situado en el interior de un campo magnético B circula una corriente, existe una fuerza que se ejerce sobre el conductor que es simplemente la suma de las fuerzas sobre las partículas cargadas, cuyo movimiento produce la corriente eléctrica.

La fuerza magnética sobre cada carga F=q·v·B, siendo v la velocidad de desplazamiento de los portadores de carga.

El nº de cargas en el interior del segmento es, n•, siendo n el nº de las que hay por unidad de volumen y A• l el volumen del segmento.

Fuerza total sobre el segmento

siendo I = n q v A

Luego , la fuerza total sobre el segmento

F=I (l x B)

Esta fuerza entre el campo y la corriente es la que se emplea en los motores eléctricos o cualquier otro aparato que transforme energía eléctrica en trabajo mecánico (motores).

NOTA: La transformación anterior es reversible. En efecto, si movemos un conductor por el que no circule corriente con velocidad v a través de un campo magnético B de manera que

el conductor corte líneas de fuerza, aparecerá entre los extremos del conductor una diferencia de potencial inducida (V). Si el conductor forma parte de un circuito cerrado de resistencia eléctrica R, esta diferencia de potencial sostendrá una corriente inducida que de acuerdo con la ley de Ohm

tendrá una intensidad I=VR

¿Cómo aparece esa diferencia de potencial inducida V? Debido a la fuerza F que surge al mover las cargas libres del conductor a través del campo. Esa fuerza empuja las cargas negativas hacia un extremo y las positivas hacia el opuesto. Del desequilibrio de cargas surge una diferencia de potencial entre los extremos del conductor. Cuando cesa el movimiento, desaparece la fuerza electromotriz (V) inducida. El trabajo mecánico se ha transformado en corriente eléctrica (generador).

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Interacción de un campo magnético con una corriente que circula por una espira rectangular.

Veremos la forma práctica que hay que darle a este tipo de dispositivos para que puedan trabajar como motores o como generadores. En la figura vemos un conductor en forma de cuadrado rectangular que puede girar sobre su eje. El cuadrado termina en dos segmentos circulares (colector) sobre los que deslizan un par de contactos fijos (escobillas) conectados a una fuente.

MOTOR: Según el sentido de la corriente que sale del dispositivo de la fuente, sobre los conductores perpendiculares al campo B actuarán un par de fuerzas iguales y de sentido contrario que tenderán a hacer girar a la espira. Este es el principio del motor eléctrico de corriente continua.

GENERADOR ELÉCTRICO: Pero este mismo dispositivo es un generador eléctrico (dinamo de corriente continua) y actúa como tal cuando hacemos girar mediante un trabajo externo la espira. Si por ejemplo lo rotamos en sentido antihorario, los conductores perpendiculares al campo B cortarán líneas de campo y, de acuerdo a lo ya explicado, los electrones libres en la espira se dirigirán hacia atrás en el conductor de la derecha y hacia adelante en el de la izquierda: tendremos así que se sumarán sus efectos y la escobilla de la izquierda recibirá la visita de los electrones. Lógicamente, la escobilla derecha sentirá la falta de estos, siendo positiva con respecto a la otra. Habrá pues, mientras dure el movimiento de la espira, una corriente eléctrica. Ahora es una fuente de corriente.

Generación de campos magnéticos por: corrientes rectilíneas.

Si nosotros espolvoreamos limaduras de hierro sobre una hoja de papel que es atravesada por un conductor por donde circula una corriente eléctrica, observaremos que las limaduras se orientan y forman un espectro magnético de forma circular.

Esto nos demuestra que cuando un conductor es atravesado por una corriente eléctrica, a su alrededor aparece un campo magnético. Observando el espectro del campo magnético se puede

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apreciar que las líneas de fuerza toman la forma de círculos concéntricos que se cierran a lo largo de todo el conductor.

Si situamos varías agujas imantadas (brújulas) alrededor del conductor podremos observar como su orientación depende del sentido de la corriente. Como sabemos que las líneas de fuerza en la aguja imantada salen del norte y entran por el sur, el sentido de dichas líneas lo apunta el polo norte de la brújula.

Para determinar el sentido de las líneas de campo de una forma sencilla, se aplica la regla del sacacorcho que dice así: “El sentido de las líneas de fuerza, concéntricas al conductor es el que indicaría el giro de un sacacorchos que avanzase en el mismo sentido que la corriente".

A veces es más cómodo representar las líneas de fuerza del campo magnético en un plano perpendicular al conductor.

La intensidad del campo magnético desarrollado por el conductor depende fundamentalmente de la intensidad de la corriente que fluye por el conductor. A más intensidad de corriente más intensidad de campo.

El vector inducción magnética (B) en un punto (P) alejado del centro del conductor una distancia (d), tomada perpendicularmente, se hace más grande al aumentar la intensidad de la corriente eléctrica. Por el contrario, y como era de esperar, dicha intensidad de campo disminuye según nos alejamos del conductor.

La inducción en el aire: B0=μ02 ∙ π

.Id

B0 = Inducción magnética en el vacío (T).I= Intensidad de la corriente (A)µ0= 4 ∙ π ∙10−7Permeabilidad del vacío (H/m) (henrios/metro)

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Generación de campos magnéticos por: corrientes circulares, bobinas.

Un conductor recto produce un campo magnético muy disperso, por tanto, muy débil. La forma de conseguir que el campo magnético sea más fuerte es disponiendo el conductor en forma de anillo.

El sentido de las líneas de fuerza de una parte del conductor se suma a la del otro, formando un campo magnético mucho más intenso en el centro de la espira. Se puede apreciar el efecto de concentración de las líneas de campo en el centro del anillo al que, como en otras ocasiones, se le ha realizado el espectro magnético con limaduras de hierro.

La inducción magnética B0 producida por una espira en el centro de la misma es directamente proporcional a la intensidad de la corriente eléctrica ( I) e inversamente proporcional a su radio (r).

B0=μ02∙Ir

Generación de campos magnéticos por bobinas.

En una bobina, el campo magnético de cada espira se suma al de la siguiente, concentrándose éste en el centro de la misma. El campo resultante es uniforme en el centro de la espira y mucho más intenso que en el exterior. En los extremos de la bobina se forman polos magnéticos.

B0=μ0 ∙N ∙ IL

Para determinar el sentido de las líneas de fuerza se aplica la regla del sacacorchos, pero de otra forma. Basta con girar el sacacorchos, en el mismo sentido de giro que la corriente eléctrica por las espiras. Una vez determinado este sentido, bien fácil es determinar los polos de la bobina (el polo norte estará situado en el extremo por donde salen las líneas de fuerza y el sur por donde entran)

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Interacción entre dos corrientes rectilíneas paralelas. Definición de Amperio.

Puesto que las corrientes eléctricas producen y "sienten" la acción del campo magnético, interesa estudiar las fuerzas magnéticas ejercidas directamente entre ellas. El caso más sencillo es el de dos conductores rectilíneos, paralelos e indefinidos. Lo que da una fuerza, F21 sobre el conductor 2

F21=I2 (L x B1)

Donde: B1=μ0∙ I 12∙ π ∙ r

Usaríamos la misma ley para deducir el sentido de la fuerza, F12, que se ejerce sobre el conductor 1

F12=I1 (L x B2) donde: B2=μ0∙ I 22∙ π ∙ r

La fuerza magnética ejercida entre dos conductores rectilíneos por los que circula una corriente eléctrica está contenida en el plano que forman ambos conductores y es perpendicular a los mismos, siendo el valor de su módulo:

Por tanto, se concluye que dos conductores rectilíneos e indefinidos, por los que circulan corrientes eléctricas en el mismo sentido, se atraen, mientras que dos conductores rectilíneos e indefinidos, por los que circulan corrientes eléctricas en sentidos opuestos, se repelen.

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A partir de esta expresión podemos definir el amperio como la corriente que circula por dos conductores paralelos situados a un metro de distancia cuando la fuerza que sienten es de 2 ∙10−7

newton por cada metro de conductor.

Magnetismo en medios materiales: diamagnéticos, paramagnéticos y ferromagnéticos.

Normalmente denominamos "magnéticas" a un grupo reducido de sustancias que son atraídas por un imán y pueden llegar a formar, ellas mismas, imanes. Desde el punto de vista científico estas sustancias reciben el nombre de ferromagnéticas y son fundamentalmente los metales hierro, cobalto y níquel. Sin embargo, de una u otra forma, toda la materia tiene propiedades magnéticas. En función de cómo se comporta un material frente al magnetismo, podemos distinguir cuatro clases de sustancias:

a) No magnéticas; si no se ven afectadas ante la presencia de un imán (madera, vacío,...).b) Paramagnéticas; son aquellas que se ven débilmente atraídas por la presencia de un imán (aire,

aluminio,....).c) Diamagnéticas; si resultan débilmente repelidas por la presencia de un imán (agua, plata,...).d) Ferromagnéticas; ante la presencia de un imán se imantan, manteniendo propiedades magnéticas

durante largo tiempo (hierro, cobalto, níquel...)

La explicación correcta del diamagnetismo, paramagnetismo y ferromagnetismo exige la mecánica cuántica:

Diamagnetismo: Las sustancias diamagnéticas están formadas por átomos, iones o moléculas cuyos momentos magnéticos totales (suma de los momentos magnéticos asociados al movimiento de sus cargas y a sus spines) son nulos.

Al aplicarles un campo magnético externo se origina en la sustancia diamagnética un campo Bm que se opone al externo.

Paramagnetismo. Las sustancias paramagnéticas están constituidas por átomos, iones o moléculas que tienen momento magnético total NO nulo. Al aplicar el campo externo, los momentos magnéticos se orientan en la dirección del campo externo.

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Las sustancias ferromagnéticas como el Fe, Co, Ni. Si analizamos la estructura de una sustancia ferromagéntica veremos que está formado por diminutas regiones, llamadas dominios magnéticos, cada una de las cuales se comporta, a su vez, como un imán.

Cuando se hace incidir un campo magnético sobre una sustancia ferromagnética, si el campo externo es lo suficientemente intenso se puede producir un giro brusco de los momentos magnéticos de los dominios en la dirección del campo, lo que aumenta la magnetización del material.

El imán puede mantener durante mucho tiempo esta orientación de sus dominios, aún si desaparece el campo externo. Sin embargo, si se destruye la orientación privilegiada, por ejemplo golpeando o calentando al imán, desaparece su magnetización al volver a las orientaciones aleatorias de los momentos magnéticos de los dominios.

Histéresis magnéticas (B en función de I)

Ahora que ya sabemos que hay distintos tipos de materiales según su comportamiento ante un campo magnético, imagina que cae en nuestras manos un trozo de metal, por ejemplo la varilla de un destornillador (cualquier metal no nos serviría, pero sabemos que la varilla del destornillador es de acero y el componente principal del acero es el hierro, que es uno de los materiales ferromagnéticos) y queremos convertirlo en un imán. Para ello, lo introducimos dentro de una bobina que funcionará como un electroimán. Al regular la corriente (I) que por circula por la bobina, variaremos el campo magnético excitador (H). Si fuéramos tomando nota de los valores de de excitación magnética (H) y por otro lado, anotáramos los valores de inducción magnética obtenida, al llevarlos a una gráfica obtendríamos una curva parecida a la siguiente:

a. Lo que muestra la gráfica es como va aumentando el campo magnético B en el material según hemos ido aumentando la excitación magnética H que depende, como ya sabemos, de entre otros factores, de la intensidad. El punto 1 representa el punto máximo de campo magnético que puede adquirir nuestra varilla, es decir la saturación magnética. Por aclararlo un poco más, piensa que nuestra varilla fuera un vaso de agua y la excitación magnética H azúcar. Añadimos un poco de azúcar a nuestro agua y lo agitamos, si lo probamos veremos que el agua está un poco dulce (el dulzor sería el campo magnético B); añadimos una cucharada más de azúcar y observamos que aumenta el dulzor. Si repetimos la operación varias veces llegará un momento en que por mucho azúcar que

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añadamos al agua su dulzor no aumenta y el azúcar se precipita al fondo, habremos alcanzado la saturación de la disolución agua-azúcar. Eso mismo es lo que le ocurre al material, que queda saturado magnéticamente, pues todos los momentos magnéticos ya han sido alineados y se habrá alcanzado el máximo de campo magnético.

b. Continuemos con nuestro experimento. Ahora vamos a ir eliminando poco a poco la corriente causante del campo para ver si la inducción magnética B desaparece totalmente. Al hacerlo observamos lo siguiente:

En vez de tener un valor de B nulo, como antes de empezar el experimento, observamos que el campo magnético tiene el valor indicado con 2 en la gráfica, es decir tiene un campo magnético remanente. Si no fuera materia inerte, podríamos pensar que es como si la varilla recordara que ha sido sometida a la acción de un campo magnético de valor 1 y aunque ahora lo eliminemos le queda cierto valor del mismo. Este hecho, es decir este valor de magnetismo remanente que designamos Br es lo que se denomina histéresis, que es una palabra que proviene del griego que significa quedarse atrás.

c. Si quisiéramos anular este magnetismo remanente tendríamos que invertir el sentido de la excitación magnética hasta un valor Hc que viene representado por 3 en la siguiente imagen y que se conoce como campo coercitivo o fuerza coercitiva.

d. Si siguiéramos aumentando la corriente para ver cuál es el valor máximo del campo magnético en sentido contrario y después quisiéramos anularlo tal y como hemos hecho anteriormente, el resultado sería como el de la imagen.Habría un máximo, 4, simétrico a 1 y cuando elimináramos H el material guardaría un magnetismo remanente 5, que para anularlo habría que incrementar H en sentido contrario a la etapa anterior, hasta 6.

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La curva de histéresis va a depender del material, así habrá materiales que será fácil imantar y desimantar, a estos los llamábamos materiales magnéticos blandos y por el contrario, habrá materiales que será más difícil desimantar. Estas curvas se pueden ver en la imagen siguiente

Los ciclos de imantación y desimantación o, por simplificar, de histéresis provocan en el material unas pérdidas de energía en forma de calor. Esto se debe a que en este proceso de imanación se gasta energía empleada en desplazar las paredes de los dominios y en girar la imanación en el sentido del campo aplicado, lo que supone que una parte de esa energía inicial no es transformada o suministrada y por lo tanto es una pérdida.

Estas pérdidas, junto con otras conocidas son denominadas pérdidas en el hierro y pueden llegar a suponer hasta un 2% de la energía disponible. La gráfica muestra las distintas pérdidas que se pueden producir en una máquina eléctrica: pérdidas en las bobinas de cobre por efecto Joule, pérdidas mecánicas debidas al rozamiento de los componentes móviles y las pérdidas en el hierro debido, entre otros motivos, a los ciclos de histéresis de los materiales magnéticos.

La finalidad de conocer el comportamiento magnético de la materia estriba en que podremos elegir aquel material que mejor se adecúa a los requerimientos del dispositivo donde lo vamos a instalar y así optimizar su rendimiento.

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