05 Sep
Puntos importantes en una curva B-H de un material ferromagnético
- Permeabilidad
- Inducción de saturación
- Inducción remanente (Bs)
- Fuerza coercitiva (Hc)
- Energía de histéresis (Wh)
Propiedades magnéticas insensibles y sensibles a la estructura del material
Propiedades Insensibles:
- Bs (inducción de saturación)
- Tc (temperatura de Curie), que dependen básicamente de la temperatura.
Propiedades Sensibles:
- Br (inducción remanente)
- Hc (fuerza coercitiva)
- Wh (energía de histéresis)
- Permeabilidad, que nos permiten clasificar el material magnético como blando o duro.
Factores estructurales que dificultan el libre movimiento de las paredes de Bloch
Entre estos factores que provocan una reducción notable de la permeabilidad y un aumento de las pérdidas por histéresis cabe citar:
- Precipitados de segundas fases, inclusiones o impurezas intersticiales.
- Dislocaciones.
- Bordes de grano.
- Tensiones internas.
Ventajas e inconvenientes de las ferritas cerámicas en núcleos de imanes de corriente alterna
Ventajas:
- Alta resistividad, lo que evita las pérdidas por corrientes de Foucault.
- Mayor permeabilidad y menos pérdidas por histéresis.
Inconvenientes:
- Presenta menores valores de Bs (inducción de saturación).
Parámetros de selección de un imán remanente
Es necesaria una alta Br (inducción remanente) cuando se elimina el campo aplicado y una alta Hc (fuerza coercitiva) de forma que una vez imantado se convierta en imán permanente, capaz de proporcionar un campo magnético al exterior sin necesidad de que existan bobinados o pasos de corriente.
Descripción del proceso de fabricación de un núcleo de transformador hecho con Fe 2%Si orientado
- Troquelado del núcleo con chapas de diferente grosor, mediante una prensa de troquelado.
- Recocido para eliminar impurezas.
- Tratamiento de aislamiento entre láminas.
- Montaje.
Justificación del comportamiento antiferromagnético de los metales
- Existencia de electrones con espines desapareados en las capas 3d.
- Energía de interacción o de cambio entre átomos positiva.
Definición y justificación del comportamiento ferromagnético del Mn y Cr
De acuerdo con su estructura con 5 electrones desapareados, debería esperarse una magnetización incluso superior a la del Fe. Sin embargo, en este caso los átomos se sitúan en la red de tal modo que los momentos magnéticos de cada átomo se oponen a los de su vecino, lo que, globalmente, anula la magnetización. Este es el fenómeno de antiferromagnetismo.
Justificación de la existencia de dominios magnéticos
Se debe a una cuestión termodinámica, ya que la energía magnetostática se hace mínima por la formación de dominios magnéticos que cierran el flujo magnético y lo confinan dentro del material.
Cómo aumentar la permeabilidad del Fe mediante aleación
Algunos elementos de aleación que forman solución sólida con el Fe como el Si y el Ni, modifican los parámetros reticulares y permiten disminuir la anisotropía cristalina y la magnetostricción. Ambos sectores contribuyen a aumentar la permeabilidad del material.
Las aleaciones que permiten provocar este fenómeno son: Fe-Si y Fe-Ni.
Propiedades magnéticas deseables en un material blando para núcleos
- Alta inducción de saturación (Bs).
- Alta permeabilidad.
- Alta temperatura de Curie.
- Baja fuerza coercitiva.
- Baja energía de histéresis (Wh).
- Bajo coste o disponibilidad en el mercado.
- Propiedades mecánicas adecuadas: resistencia mecánica, tenacidad, ductilidad en frío.
Ventajas del empleo de aleaciones Fe-Si
Mejorar las propiedades magnéticas, ya que el Si es un elemento de aleación que provoca un mayor aumento de resistividad, lo que permite reducir las pérdidas por corrientes de Foucault.
Ventajas y características más relevantes de las aleaciones Ni-Fe frente a las chapas Fe-Si
Las aleaciones con Ni provocan una reducción en la anisotropía y en la magnetostricción, presenta una mayor permeabilidad y menores pérdidas por histéresis y por corrientes de Foucault.
Cómo afecta la estructura de los vidrios metálicos a sus propiedades magnéticas
Sus bajas pérdidas por histéresis y su alta permeabilidad se deben a su estructura en la que no existen varios de los factores que podrían dificultar el movimiento de paredes de dominio:
- Ausencia de bordes de grano.
- Ausencia de orientaciones duras para la magnetización.
- Ausencia de 2ª fases y precipitados.
Características que definen la calidad de un imán permanente
- Alto valor de inducción residual (Br).
- Alta fuerza coercitiva (Hc).
Cómo afecta la estructura cristalina y metalúrgica de los imanes permanentes a su comportamiento magnético
Conforme aumenta el endurecimiento mecánico, se observa una reducción en la permeabilidad y un incremento en la Br, de modo que el material se hace mecánicamente y magnéticamente más duro.
Ventajas de las ferritas blandas frente a las aleaciones metálicas para imanes blandos
Poseen muy alta resistividad lo que evita las pérdidas por corrientes de Foucault. La presencia de impurezas provoca la disminución de la permeabilidad y aumenta las pérdidas por histéresis.
Ventaja de la anisotropía en las aplicaciones magnéticas
Mayores valores de permeabilidad y menores fuerzas coercitivas.
Temperatura de Curie: temperatura a la cual un material pierde su magnetismo.
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