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Magnetización

El efecto de la magnetización es fundamental y surge cuando un objeto está expuesto a un campo magnético. La magnetización magnetiza material que antes no era magnético. La fuerte magnetización solo puede realizarse con sustancias ferromagnéticas, por ejemplo, níquel, hierro o cobalto. En el propio material, la alineación paralela de todos los imanes elementales garantiza la magnetización. Se alinean con el campo magnético exterior. Los golpes duros, los campos polarizados opuestos o las altas temperaturas pueden destruir la magnetización. Se habla entonces de una desmagnetización. La magnetización en sí misma crea un campo magnético dentro de la materia. Esto se superpone con el campo magnético externo. En principio, las sustancias se distinguen en tres propiedades diferentes: diamagnética, ferromagnética y paramagnética.

paramagnetismo, diamagnetismo y ferromagnetismo

Luego estamos hablando deparamagnetismocuando la magnetización se rectifica al campo magnético externo. Lo mismo ocurre concuerpos ferromagnéticos: la magnetización también se rectifica aquí fuera del campo magnético. En contraste con el parámetro, sin embargo, esta orientación es mucho más estable. La razón de esto es una interacción especial llamada interacción de intercambio. Paramaterial diamagnéticola magnetización se dirige contra el campo magnético externo. Especialmente con materiales ferromagnéticos como el cobalto o el hierro, se observa una fuerte magnetización.

Experimento - Ajustar la magnetización del hogar

Este experimento requiere un imány un objeto ferroso, como un par de tijeras o un alfiler o un tenedor. Cuando el imán atrae el objeto correspondiente, es un artículo con componentes o propiedades ferromagnéticas. El comienzo real del experimento comienza exponiendo el objeto ferroso al campo magnético del imán. El campo magnético debe ser constante y no cambiar. Después de que se haya retirado el imán, se puede mostrar que el objeto que contiene hierro, como las tijeras o las cucharas, ahora son magnéticos. Por ejemplo, los alfileres magnetizados se pegarán a las tijeras. Esta magnetización restante se llama remanencia.

Permeabilidad magnética

Sobre la llamada permeabilidad magnética μ, la magnetización M, que a su vez se establece dentro de un campo magnético externo determinado.

magnetization_1

Para entender esta fórmula, es importante conocer los diferentes efectos. Simplificada, la permeabilidad μ indica con qué intensidad cambia el campo magnético H cuando se aplica un campo magnético externo y la influencia de la materia. Se aplica lo siguiente:

magnetization_2

La fórmula aparente anterior (1) se da porque el campo magnético H es la suma de la magnetización del cuerpo y el campo magnético externo. Ejemplo: Dado que la permeabilidad μ del vacío es igual a 1, la magnetización M = 0. Las diferentes propiedades mencionadas anteriormente pueden fijarse en la permeabilidad μ: para sustancias paramagnéticas, la permeabilidad μ es ligeramente mayor que 1, por lo que la magnetización es positiva o rectificado Para las sustancias diamagnéticas, la permeabilidad μ es menor que 1, por lo que la magnetización es negativa y, por lo tanto, opuesta al campo externo. Para los superconductores, la permeabilidad μ es 0. Ahora también sabemos por qué flotan los superconductores: No hay campo dentro del superconductor, ya que la magnetización del superconductor se dirige en contra del campo externo y de igual magnitud. Se han encontrado grandes cifras de permeabilidad para los ferromagnetos: la permeabilidad μ puede llegar hasta 10.000 para el hierro, para metales especiales, los llamados amorfos, incluso hasta 150.000. La magnetización para μ grandes y un campo magnético externo H es aproximadamente igual al producto de μ y el campo magnético externo:

 magnetization_3

Explicación de la magnetización

Los electrones son la razón principal del efecto de magnetización. Para comprender las siguientes oraciones, es útil imaginar en tu mente la disposición atómica de un material, es decir, los átomos con sus núcleos atómicos y electrones. Como sabemos, los electrones se mueven en un campo magnético cambiante o se desvían cuando se mueven en un campo constante (palabra clave fuerza de Lorentz). Cuando se aplica un campo magnético externo, los movimientos de los electrones en las envolturas atómicas son de interés. Esto provoca el llamado diamagnetismo. Existe una llamada regla de Lenz, que establece que estas corrientes contrarrestan la causa por su dirección. Ahora también explica por qué la magnetización en el material se dirige contra el campo exterior. Sin embargo, el diamagnetismo de la sustancia puede superponerse con propiedades más fuertes, como el paramagnetismo o el ferromagnetismo. La razón es el giro electrónico de cada electrón. Este giro tiene propiedades magnéticas: estos son los imanes elementales en el material. Un giro tiene un momento magnético fijo. La superposición suele ocurrir cuando el número de electrones es impar. Para entonces, dos giros opuestos en la totalidad no se pueden solapar: queda un giro que puede alinearse con el campo magnético externo. La magnetización se dirige en consecuencia contra el campo externo. Los ferromagnetos estabilizan esta alineación de los espines de los electrones a través de la interacción de intercambio mencionada anteriormente. Por lo tanto, un material ferromagnético permanece significativamente magnético incluso después de la eliminación del campo magnético externo. La remanencia no solo puede medirse sino también observarse subjetivamente muy bien. El material paramagnético, por ejemplo, el aluminio fundido, o los paramagnetos ya no son magnéticos en el momento en que se elimina el campo magnético externo. Por consiguiente, no se puede observar remanencia aquí. La anterior desmagnetización por calor, un campo magnético opuesto o por fuertes golpes pueden atribuirse al hecho de que estos efectos mezclan los espines de los electrones o los imanes elementales alineados nuevamente. Especialmente cuando se calienta, la magnetización se produce a una cierta temperatura. Este umbral de temperatura se llama temperatura de Curie.