Uno de los fenómenos más importantes que observamos en los materiales magnéticos es la histéresis.
Desde el descubrimiento de Oersted de que una corriente eléctrica puede crear un campo magnético, el estudio más profundo del electromagnetismo se ha vuelto de gran importancia para el desarrollo de varios dispositivos eléctricos y electrónicos como solenoides, electroimanes, transformadores, etc.
Entonces, para llegar al punto central de este artículo, que es la histéresis, será importante revisar un poco la teoría del magnetismo para que el lector pueda comprender mejor los fenómenos involucrados.
UNIDADES
Así como en electricidad tenemos varias cantidades eléctricas como corriente, voltaje, potencia y resistencia, en magnetismo también tenemos diferentes cantidades que necesitan ser definidas y bien diferenciadas para que el lector entienda bien los fenómenos magnéticos.
Estas cantidades generalmente se miden en diferentes unidades, nombradas en honor a los investigadores que contribuyeron al desarrollo de este sector de la ciencia, como Maxwell, Gauss, Oersted, Gilbert, etc.
Luego debemos definir las siguientes cantidades:
a) Flujo magnético:
Este término se usa para expresar el número de líneas de fuerza en un campo magnético que cruza un área determinada de una superficie, como se muestra en la figura 1.
El flujo magnético se expresa con la letra H y se puede dar en Maxwell en el sistema CGS, en Weber (Wb) en el sistema internacional.
El número de líneas de fuerza que cruzan una superficie por unidad de área se llama densidad de flujo magnético, o simplemente flujo magnético, se indica con la letra B. Su unidad es Gauss.
Otra unidad de flujo utilizada en el sistema CGS es Oersted.
b) Renuencia:
La renuencia puede considerarse el equivalente magnético de la resistencia: es la oposición la que ofrece un material al flujo magnético.
Podemos definir con mayor precisión la reticencia como el factor de proporcionalidad que existe entre la fuerza magnética aplicada y el flujo que resulta de esta fuerza en un material.
c) Permeabilidad:
La forma en que reacciona un material permitiendo el establecimiento de las líneas de fuerza de un campo magnético en su interior se llama permeabilidad. Podemos comparar esta cantidad con la conductividad eléctrica de los materiales en relación con la corriente.
La permeabilidad se indica con la letra griega (mu). Debe distinguirse de la permeabilidad, que es el inverso de la reticencia.
De la misma manera que resistividad y resistencia no tienen el mismo significado en Electrodinámica, la permeabilidad es equivalente a resistividad y la permeabilidad es equivalente a resistencia.
MATERIALES MAGNETICOS
Los diferentes materiales reaccionan de manera diferente cuando se sumergen en un campo magnético. Esta diversidad de comportamiento nos permite clasificarlos en dos grandes grupos: magnéticos y magnéticos (también llamados ferromagnéticos).
Los materiales magnéticos, a su vez, se clasifican en diamagnéticos y paramagnéticos, como se muestra en la figura 2.
Los materiales diamagnéticos tienen una permeabilidad ligeramente menor que la unidad (que corresponde a la permeabilidad al aire), por lo que tienden a resistir la inducción magnética al crear un campo magnético opuesto al externo.
Al colocar una muestra de dicho material en un campo magnético uniforme, observe la figura 2 ya que las líneas del campo tienden a dispersarse.
Los materiales diamagnéticos incluyen cobre, oro, plata, mercurio, antimonio y bismuto.
Los materiales paramagnéticos tienen una permeabilidad más alta que la unidad. Esto significa que, colocados en un campo magnético uniforme, magnetizan en la misma orientación que el campo externo, concentrando así las líneas de fuerza, como se muestra en la misma figura 2.
Entre los materiales paramagnéticos más comunes destacamos aluminio, magnesio, platino, cromo, etc.
Finalmente, tenemos los materiales ferromagnéticos que son los más importantes para aplicaciones en diversos dispositivos electrónicos como inductores, transformadores, etc.
Estos materiales se caracterizan por adquirir un magnetismo inducido muy grande y con una orientación que coincide con el campo de magnetización.
Por lo tanto, tienen una permeabilidad que, sin embargo, no es constante, variando con la intensidad del campo de magnetización.
Materiales como el hierro tienen una permeabilidad de 2000 (dependiendo de la pureza) y algunas aleaciones pueden alcanzar niveles de 50,000 (50,000 veces más que la permeabilidad al aire).
Un fenómeno importante que ocurre con estos materiales, que en algunos casos pueden retener el magnetismo al convertirse en imanes permanentes, es la magnetostricción.
Cuando se somete a tensión mecánica, se altera su permeabilidad. Por lo tanto, si tenemos un imán, al someterlo a esfuerzos mecánicos, su campo magnético cambia.
