Fisica General Burbano

PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE LA MATERIA 505
MUESTRA PARA EXAMEN. PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN. COPYRIGHT EDITORIAL TÉBAR
ces. ¿Hasta cuando le conviene a la materia ferromagnética dividirse para encontrarse en estado
de mínima energía? La respuesta está en el tamaño de los dominios y éstos se dividen hasta que la
energía necesaria para poner una «pared» adicional sea tan grande como la disminución de energía
del campo magnético fuera del cristal.
La naturaleza «responde» de otra manera y no son tantos los dominios que aparecen puesto
que con una distribución triangular como la de la Fig. XXI-71 (c) anula el campo externo.
En la Fig. XXI-72 representamos un trozo de material ferromagnético no sometido a un campo,
en el que existen muchísimos cristales (no es lo mismo que dominios puesto que no tienen una
sola dirección de magnetización, aunque un monocristal puede constituir un dominio). En general
dentro de estos cristales es donde existen dominios.
Para dar una explicación sencilla de la orientación de los dominios al ser sometidos gradualmente
a un campo externo, supongamos que un monocristal tiene la forma «ideal» de la Fig. XXI-
73 (a). Aumentemos gradualmente el campo externo a que sometemos al monocristal, entonces la
pared del dominio que se encuentra en el sentido del campo se corre hacia un lado reduciendo de
esta forma su energía, a medida que vamos aumentando el campo se va metiendo dentro de los
otros dominios que a su vez giran para colocarse en la dirección del campo sumándose al momento
magnético del dominio que aumenta su volumen, hasta que se consigue la saturación.
Tomemos ahora una muestra de material ferromagnético policristalino como el de la Fig. XXI-
72, al aplicarle un campo magnético pequeño las paredes de los dominios comienzan a moverse y
crecen más los dominios en los que existe «facilidad de magnetización» (esta facilidad depende de
la dirección de magnetización como ya hemos dicho y de los ejes cristalográficos). Este crecimiento
inicial, cuando H es relativamente pequeño, es reversible y si lo suprimimos, el material vuelve a
desmagnetizarse (tramo a de la Fig. XXI-74).
Al seguir aumentando el campo y seguir desplazándose las paredes de los dominios (aumentando
su volumen y girando) tropiezan con impurezas e imperfecciones que frenan la ordenación,
pero al aumentar más el campo se «vence» de repente el obstáculo y sigue el desplazamiento. Estos
«vencimientos» de obstáculos producen una pérdida irreversible de energía ya que ésta se
transforma en calor, calentando el metal, y emite energía sonora [EFECTO Heinrich Georg BARKHAU-
SEN (1881-1956)] también irrecuperable. Por tanto el proceso b es irreversible, es decir, que si
dejásemos de aumentar el campo cuando éste toma el valor H 1
expresado en la Fig. XXI-74 y lo
redujésemos hasta cero, no recorrería la curva que ha seguido hasta ese momento, sino que seguiría
la línea de puntos expresada en la figura y el material quedaría con una magnetización remanente
B r
.
Por último, aún quedan algunos cristales cuya dirección de magnetización no está en la dirección
del campo magnetizante, aumentando éste (tramo c de la figura) la curva llega al estado de
saturación y se hace lineal.
XXI – 42. Circuito magnético
Alrededor de un anillo de hierro, rodeamos las espiras de un solenoide por el que circula una
intensidad de corriente I. Las líneas del campo magnético del interior del solenoide, están localizadas
en el seno del hierro, formando un CIRCUITO MAGNÉTICO (Fig. XXI-75). El campo magnético en
el interior del solenoide es: B = mnI/l, y el flujo a través de la sección A del núcleo, es:
nIA
f = BA= m ⇒ f =
l
Al numerador de la fracción se le llama, FUERZA MAGNETOMOTRIZ (M), y al denominador (por
analogía con la resistencia) RELUCTANCIA. Obtendremos así, una fórmula análoga a la ley de Ohm
aplicable a circuitos magnéticos:
La fuerza magnetomotriz se expresa en amperios y la reluctancia R = M/f en amperios/weber.
Análogamente a las resistencias eléctricas, se verifica que la reluctancia equivalente a otras en
serie, es la suma de las reluctancias asociadas.
PROBLEMAS: 64al 66.
XXI – 43. Electroimanes. Aplicaciones
f = M R
nI
1 l
m A
Fig. XXI-72.– Estructura microscópica
de un material ferromagnético.
Fig. XXI-73.– Las paredes se «corren»
aumentando el tamaño de los
dominios.
Fig. XXI-74.– El proceso a es reversible;
el proceso b es irreversible.
Si en el interior de un solenoide se introduce un núcleo de hierro dulce, el campo magnético
creado por aquél aumenta extraordinariamente; al cesar la corriente eléctrica, el campo magnético
de anula.