Remanencia

¿Qué es exactamente la remanencia magnética? - Explicación de términos

El término remanencia magnética – o densidad de flujo de remanencia – se refiere a la magnetización de un material ferromagnético tras la desconexión del campo magnético externo. Por tanto, se entiende un cierto magnetismo residual o la magnetización residual de un material.

La densidad de flujo magnético indica la fuerza de la remanencia magnética. Se mide en la unidad Gauss o Tesla, por lo que se aplica la siguiente clasificación: 10.000 Gauss = 1 Tesla

Un material ferromagnético con alta remanencia es, por ejemplo, el hierro. Puede magnetizarse si se expone a un campo magnético durante cierto tiempo. La remanencia proporciona entonces información sobre la fuerza de esta magnetización. A su vez, la remanencia máxima puede determinarse mediante la denominada curva de histéresis: Ésta es diferente para cada material. Por cierto, la remanencia es especialmente fuerte en los materiales ferromagnéticos. El campo magnético del material está en dirección opuesta al campo magnético externo.

Materiales ferromagnéticos remanentes

Los tres elementos que presentan propiedades ferromagnéticas a temperatura ambiente son:

• Níquel
• Cobalto
• Hierro

Además de estos elementos, también existen varias aleaciones y compuestos con propiedades ferromagnéticas. Algunos elementos sólo se vuelven ferromagnéticos a temperaturas muy bajas, como los llamados superconductores. Las sustancias con propiedades ferromagnéticas muestran un efecto de remanencia muy fuerte después de desconectar el campo magnético externo o la magnetización (a diferencia de los paramagnetos, por ejemplo).

Remanencia en la vida cotidiana

La remanencia también puede observarse en la vida cotidiana: Si, por ejemplo, se exponen una tijera o un alfiler a un campo magnético intenso, los objetos se sentirán atraídos por los objetos ferrosos. Una clavija magnetizadora remanente, por ejemplo, permanece unida a un radiador o sirve de base para una brújula de fabricación propia.

Brújula magnética de bricolaje por remanencia

Se necesitan los siguientes materiales:

• Un alfiler imantado
• Un trozo de poliestireno
• Un cuenco de agua

Coloque el alfiler imantado sobre el trozo de poliestireno y déjelo flotar en el agua. Ahora se alinea automáticamente con el campo magnético Terrestre – siempre que no haya otros campos magnéticos que influyan – y actúa así como una brújula.

Principios físicos de la remanencia

Sabemos que una sustancia está formada por varios átomos. En el caso de los metales, éstos se combinan para formar una red. A su vez, cada átomo tiene:

• Núcleos atómicos de protones
• Neutrones, si procede
• Una envoltura de electrones

La rotación como clave de la remanencia magnética: electroespín

Los electrones tienen el llamado espín electrónico. Éste es el responsable de las propiedades magnéticas. Por tanto, la remanencia está directamente relacionada con este espín. En las clases de física, la magnetización se representa mediante pequeñas flechas en el material ferromagnético. Éstas se alinean y forman un campo magnético. Las pequeñas flechas representan, por tanto, los imanes elementales. Básicamente, no son más que espines de electrones. Sin un campo magnético externo, no están sujetos a ningún orden y se mueven constantemente. Como en cualquier cuerpo, el movimiento de los átomos aumenta a mayor temperatura. Normalmente, un material ferromagnético no es magnético por naturaleza; al fin y al cabo, los polos de los numerosos espines de electrones o imanes elementales apuntan en todas las direcciones posibles, que también cambian constantemente.

Del caos al orden magnético

• Estado natural: sin un campo magnético externo, los espines de los electrones están desordenados.
• Bajo la influencia de un campo magnético: los imanes elementales se alinean en paralelo.
• Efecto de remanencia: la alineación se mantiene incluso después de retirar el campo magnético si la temperatura no es demasiado elevada.

Papel de la interacción de intercambio

Interacción de intercambio – se puede imaginar como el nivel de energía más bajo posible entre los respectivos espines de los electrones. Esto significa que el material conserva sus propiedades magnéticas incluso después de retirar el imán.

• Se mantiene la alineación paralela de los espines
• Se crea un polo norte y sur magnético permanente

¿Cómo puede invertirse la remanencia?

Si el imán se expone a las siguientes condiciones, existe la posibilidad de que desaparezca la remanencia:

• Impacto mecánico: debido a fuertes vibraciones
• Carga térmica: debido al elevado calor
• Contrafuerza magnética: debida a campos magnéticos opuestos

Temperatura de Curie como punto crítico

Para una desmagnetización completa por calor, debe alcanzarse la temperatura de Curie específica del material:

• Níquel: 358 °C
• Hierro: 768 °C
• Cobalto: 1127 °C

En el caso de las vibraciones, sin embargo, no existe un umbral preciso para la desaparición completa de la remanencia.

Principios energéticos de la desmagnetización

Básicamente, hay que suministrar energía a los imanes para desmagnetizarlos. ¿Por qué? Imaginemos que en un imán se almacena cierta cantidad de energía gracias a la alineación de los espines individuales de los electrones. Esto puede expresarse mediante la densidad de energía magnética.

Calidad magnética y su determinación

La cantidad del producto energético y la temperatura máxima de funcionamiento son los factores determinantes de la calidad del solenoide. Esto se indica mediante el producto energético y una combinación de letras posterior para la calidad; por ejemplo, "N" para 80 °C.

Cuanto mayor sea la Calidad:

• más grande es la fuerza magnética
• más grande es la remanencia resultante

Histéresis y magnetización

La curva de histéresis muestra que no existe una proporcionalidad estricta entre la magnetización de un material ferromagnético y el cambio del campo magnético externo. Esto explica por qué la remanencia se mantiene incluso después de retirar el campo magnético externo.