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12.1: Introducción

                 

Es probable que este capítulo sea breve, sobre todo porque es un tema en el que mi propio conocimiento es, para decirlo caritativamente, un poco limitado. Una comprensión profunda de por qué algunos materiales son magnéticos requiere un curso completo en la física del estado sólido, un curso que posiblemente no podría dar. Sin embargo, existen algunos conceptos e ideas básicos relacionados con los materiales magnéticos que todos los interesados ​​en el electromagnetismo deben conocer, y el objetivo de este capítulo es describirlos de una manera muy introductoria.

 

Puede valer la pena recordarnos las formas en que hemos definido el campo magnético lds (B ) y (H ). Para definir (B ), no publicamos que una corriente eléctrica situada en un campo magnético experimenta una fuerza en ángulo recto con la corriente, la magnitud y la dirección de esta fuerza dependen de la dirección de la corriente . En consecuencia, definimos d (B ) como igual a la fuerza máxima por unidad de longitud experimentada por unidad de corriente, la ecuación de definición bein g ( textbf {F} ^ prime = textbf {I} times textbf {B} ).

 

Más tarde, nos preguntamos acerca de la intensidad del campo magnético en las proximidades de una corriente eléctrica. Introdujimos la ley Biot-Savart, que dice que la contribución al campo magnético de un elemento t (ds ) de un circuito que lleva una curre nt (I ) es proporcional a ((I , ds , sin theta) / r ^ 2 ) y llamamos a la constante de proporcionalidad ( mu / (4 pi) ) donde ( mu ) es la permeabilidad del material que rodea la corriente. Igualmente podríamos haberlo abordado desde otro ángulo. Por ejemplo, podríamos haber notado que el campo magnético dentro de un solenoide es proporcional l a (nI ), un d podríamos denotar la constante de proporcionalidad ( mu ) , la permeabilidad del material dentro del solenoide.

 

Luego definimos d (H ) como ing una medida alternativa del campo magnético, dada por (H = B / mu ).

 

En un medio isotrópico , el vecto rs ( textbf {B} ) y ( textbf {H} ) son p en paralelo, y la permeabilidad es una cantidad escalar. En un cristal anisotrópico l, ( textbf {B} ) y ( textbf {H} ) son n no necesariamente paralelos, y la permeabilidad es un tensor.

 

Algunas personas ven una analogía entre la ecuación entre la ecuación (B = mu H ) y la ecuación (D = epsilon E ) de los campos eléctricos. Con nuestro enfoque, sin embargo, creo que la mayoría de los lectores verán que, en la medida en que puede haber una analogía, la analogía está entre (D = epsilon E ) y (H = B / mu ).

 

Por ejemplo, considere un solenoide largo, dentro del cual hay dos materiales magnéticos diferentes en serie, el primero de permeab ility ( mu_1 ) y el segundo de mayor permeabilidad ( mu_2 ). El (H ) – fie ld en todas partes dentro del solenoide es solo (nI ), independientemente de lo que esté dentro de él. Como ( textbf {D} ) , el componente de ( textbf {H} ) perpendicular a la el límite entre dos medios es continuo, mientras que el componente perpendicular de ( textbf {B} ) es mayor dentro del material con mayor permeabilidad. Del mismo modo, si tuviera que considerar, por ejemplo, dos medios diferentes que se encuentran uno al lado del otro en paralelo, entre los polos, por ejemplo, de un imán de herradura, el componente de ( textbf {B } ) paralelo al límite entre los medios es continuo, y el componente paralelo de ( textbf {H} ) es menor en el medio de mayor permeabilidad.

 

En este capítulo, presentaremos algunas palabras nuevas, como permeance y magnetización . Describiremos de manera bastante simple e introductoria cinco tipos de magnetismo exhibidos por varios materiales: diamagnetismo, paramagnetismo, ferromagnetismo, antiferromagnetismo y ferrimagnetismo. Y discutiremos el fenómeno de la histéresis .