Capítol 12 Fonts del camp magnètic

More documents

Recommendations

Info

M = 0 r r m 12-24 M ≠ 0 r Figura 12.2. La imantació en un material és la suma dels moments magnètics per unitat de volum. Les diverses substàncies no presenten la mateixa resposta en situar-les en un camp magnètic. Segons el comportament enfront d’un camp magnètic extern, es classifiquen en tres tipus: diamagnètiques, paramagnètiques i ferromagnètiques. Si s’aplica a un material un camp magnètic Bap (camp aplicat), els moments magnètics atòmics, i per tant la imantació, variaran. El fenomen és fàcil d’entendre recorrent a un símil amb brúixoles: en apropar un imant a un conjunt de brúixoles orientades a l’atzar (fora de la Terra), aquestes tendeixen a orientar-se en la direcció del camp aplicat. Per tant, la imantació del material variarà. En els materials paramagnètics i diamagnètics, la imantació és directament proporcional al camp magnètic aplicat. r ap M = χm µ 0 on χm es denomina susceptibilitat magnètica, i és un nombre sense dimensions característic de cada material. 1 + χm es denomina permeabilitat magnètica relativa µr, i també és adimensional. r B Material χm a 20 ºC Alumini 2,3·10 -5 Coure -0,98·10 -5 Diamant -2,2·10 -5 Or -3,6·10 -5 Mercuri -3,2·10 -5 Plata -2,6·10 -5 Sodi -0,24·10 -5 Titani 7,06·10 -5 Wolframi 6,8·10 -5 Oxigen (a 1 atm) 2100·10 -9 Taula 12.1. Susceptibilitats magnètiques d’algunes substàncies. Diamagnetisme En la Taula 12.1 s’observa que χm és un nombre molt petit. En alguns materials la susceptibilitat magnètica és negativa, la qual cosa significa que en sotmetre’ls a un camp magnètic extern, el camp magnètic dins del material disminueix. Aquest comportament es denomina diamagnetisme. Les substàncies diamagnètiques no tenen moments magnètics atòmics permanents, ja que els seus àtoms tenen estructures electròniques de capes completes amb els seus electrons aparellats, i es cancel·len d’aquesta manera els moments magnètics electrònics. Tanmateix, davant un camp magnètic extern, es distorsiona el moviment electrònic, i es formen moments magnètics induïts de sentit contrari al camp aplicat, que debiliten així el camp magnètic dins del material.
B ap = 0 r M = 0 12-25 r Bap Figura 12.1. En les substàncies diamagnètiques es formen dipols magnètics induïts l’efecte dels quals consisteix a disminuir el camp magnètic dins del material. El comportament diamagnètic és general a totes les substàncies, tot i que el seus efectes, pel fet de ser molt dèbils, són a penes perceptibles, i a més en algunes ocasions són emmascarats per altres efectes, com el paramagnetisme i, sobretot, el ferromagnetisme. Paramagnetisme En altres substàncies, en canvi, la susceptibilitat magnètica és positiva, la qual cosa significa que la imantació té el mateix sentit que el camp aplicat. Aquestes substàncies es denominen paramagnètiques. En aquestes hi ha un lleuger acoblament dels dipols magnètics permanents que són de l’ordre de 1000 vegades majors que els produïts pel comportament diamagnètic, per la qual cosa aquest queda emmascarat. En aplicar un camp extern, els dipols magnètics, que estaven orientats a l’atzar com a conseqüència de l’agitació tèrmica, s’acoblen lleugerament alineant-se en la direcció del camp aplicat, que augmenten d’aquesta manera el camp magnètic dins del material. L’efecte, tanmateix, és dèbil, tot i que suficient per a emmascarar l’efecte diamagnètic que es presenta en totes les substàncies. En els materials paramagnètics, la imantació depén de la temperatura: a temperatures molt baixes és més fàcil alinear els moments magnètics. En augmentar la temperatura, l’agitació tèrmica tendeix a esborrar qualsevol acoblament que es produïsca entre els dipols magnètics, i d’aquesta manera la imantació és més difícil i la susceptibilitat magnètica disminueix. r B ap = 0 r M = 0 r B ap Figura 12.1. En aplicar un camp magnètic a una substància paramagnètica els dipols magnètics permanents s’acoblen lleugerament, i augmenta el camp magnètic dins del material. r Bap χ m < 0 (a) r M r M r M r Bap χ m > 0 (b) r M Figura 12.2. Substàncies diamagnètiques (a) i paramagnètiques (b).
Page 1 and 2: 12-1 Capítol 12 Fonts del camp mag
Page 3 and 4: superposició utilitzant l’expres
Page 5 and 6: circulen 3 A val: 4π ⋅10 B = 01,
Page 7 and 8: di R α µ di dB = 2R r dB 0 3 sen
Page 9 and 10: Solució µ 0NI Exactament val B =
Page 11 and 12: I α1 α2 L’expressió obtinguda
Page 13 and 14: punt problema (r r ), per la qual c
Page 15 and 16: Aquest fet té relació amb la inex
Page 17 and 18: La circulació al llarg de cada arc
Page 19 and 20: Camp magnètic dins i fora d’un c
Page 21 and 22: Determineu el flux magnètic a trav
Page 23: considerar-se equivalent a una espi
Page 27 and 28: omanent MR. Si es vol “esborrar
Page 29 and 30: Bap r M 12-29 r B ap Figura 12.5. Q
Page 31 and 32: 7. Un conductor rectilini de longit
Page 33: Flux del camp magnètic a través d

Capítol 12 Fonts del camp magnètic

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?