Materiales Magnéticos Blandos

Electrical4u

Campo: Electricidad Básica

China

En primer lugar, debemos tener en cuenta ciertos puntos antes de definir los materiales magnéticos blandos.

Inducción remanente:
Es el valor de la inducción que permanece, una vez que el material ha sido magnetizado y luego el campo magnetizador se reduce a cero. Se denota por Br.
Fuerza coercitiva:
Es la cantidad de campo magnético negativo necesario para reducir la inducción remanente a cero. Se denota por Hc.
El área total del bucle de histeresis = la energía disipada cuando un material de volumen unitario es magnetizado durante un ciclo de operación.
Durante la magnetización, se produce el crecimiento de dominios y la rotación de dominios. Ambos pueden ser reversibles o irreversibles.
Los materiales magnéticos se clasifican principalmente (según la magnitud de la fuerza coercitiva) en dos - materiales magnéticos duros y materiales magnéticos blandos,

Ahora, podemos abordar el tema. Los materiales magnéticos blandos se pueden magnetizar y desmagnetizar fácilmente. Esto se debe a que solo se necesita una pequeña cantidad de energía para ello. Estos materiales tienen un campo coercitivo muy pequeño, inferior a 1000A/m.

El crecimiento de dominios en estos materiales puede realizarse fácilmente. Se utilizan principalmente para aumentar el flujo o/y para facilitar el camino para el flujo creado por la corriente eléctrica corriente. Los principales parámetros utilizados para evaluar o considerar los materiales magnéticos blandos son la permeabilidad (usada para determinar cómo reacciona un material al campo magnético aplicado), la fuerza coercitiva (ya discutida), conductividad eléctrica (la capacidad del material para conducir la corriente eléctrica) y la magnetización de saturación (la máxima cantidad de campo magnético que un material puede generar).

Bucle de histeresis

Es un bucle trazado por el material que se magnetiza cuando se somete a un campo magnético alternante. Para los materiales magnéticos blandos, el bucle tendrá un área pequeña (figura 2). Por lo tanto, la pérdida por histeresis es mínima.

Propiedades de los materiales magnéticos blandos

Permeabilidad máxima.
Fuerza coercitiva pequeña.
Pérdida de histeresis pequeña.
Inducción remanente pequeña.
Magnetización de saturación alta

Algunos de los materiales magnéticos blandos significativos son los siguientes:
Hierro puro
El hierro puro contiene un contenido de carbono muy bajo (> 0.1%). Este material puede refinarse para obtener la máxima permeabilidad y una fuerza coercitiva menor con la ayuda de técnicas adecuadas para convertirlo en un material magnético blando. Sin embargo, produce pérdidas por corrientes de Foucault cuando se somete a una densidad de flujo muy alta debido a su baja resistividad. Por lo tanto, se utiliza en aplicaciones de baja frecuencia, como componentes para instrumentos eléctricos y núcleos en electroimanes.

Aleaciones de hierro silicio
Este material es el más comúnmente utilizado material magnético blando. La adición de silicio aumenta la permeabilidad, reduce las pérdidas por corrientes de Foucault debido al aumento de la resistividad, y reduce las pérdidas por histeresis. Se utilizan en máquinas eléctricas rotativas, electroimanes, máquinas eléctricas y transformadores.
Aleaciones de níquel hierro (Hiperníquel)
Se utilizan en equipos de comunicación, como transformadores de audio, cabezales de grabación y moduladores magnéticos, debido a su alta permeabilidad inicial en campos débiles. También poseen bajas pérdidas por histeresis y corrientes de Foucault.
Acero laminado orientado en grano: se utiliza para fabricar núcleos de transformadores.
Mu-metal: se utiliza en transformadores miniatura destinados a aplicaciones de circuitos.
Imanes cerámicos: se utilizan para fabricar dispositivos de memoria para dispositivos de microondas y computadoras.

Aplicaciones de los materiales magnéticos blandos

Existen principalmente dos tipos de aplicaciones para los materiales magnéticos blandos – aplicaciones de CA y aplicaciones de CC.

Aplicaciones de CC	Aplicaciones de CA
El material se magnetiza para realizar una operación y se desmagnetiza al final de la operación.	El material estará siempre en estado magnetizado durante todo el tiempo de operación. Esto se hace mediante la magnetización en una dirección u otra en un ciclo continuo.
Para la selección del material, la principal consideración es la permeabilidad. Se requiere una alta permeabilidad para un buen material.	Para la selección del material, la principal consideración es la pérdida de energía en el sistema. La pérdida de energía ocurre porque el material se cicla alrededor del bucle de histeresis. Un buen material debe tener una pérdida de energía pequeña.
Se utiliza en el campo del blindaje magnético, piezas polares electromagnéticas, para activar el interruptor solenoide, los imanes permanentes usan este material para hacer un camino para las líneas de flujo	Se utiliza en transformadores de suministro de energía, convertidor DC-DC, motores eléctricos, para hacer un camino para el flujo en motores magnéticos permanentes, etc..