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504 EL CAMPO MAGNÉTICO
zarlos para la construcción de imanes permanentes y sí sean utilizados en la construcción de apa-
ratos eléctricos como motores, transformadores, etc. La razón de ello es que la energía consumida
para magnetizar y desmagnetizar un material es proporcional al área de su ciclo de histéresis, con
lo que, por estar sometidos esos materiales a campos alternos, la energía perdida y el calentamien-
to en cada ciclo es menor cuanto menor sea el área del ciclo.
Los materiales cuyo ciclo de histéresis son del tipo (b) presentan poca magnetización remanen-
te (B ), sin embargo es necesaria una gran excitación coercitiva para anularla, lo cual los hace
r
ideales para la construcción de imanes y se desechan en la construcción de aparatos eléctricos de-
bido a la gran área de su ciclo.
Por último, y a título informativo, citamos el tipo (c), cuyo ciclo es prácticamente cuadrado, lo
que indica que el material puede estar fundamentalmente en dos estados de magnetización con B r
o con B ; esto hace que sean uno de los elementos básicos de las «memorias» de algunos tipos
r
de ordenadores. Materiales que pertenecen a este grupo son las ferritas. Las ferritas, que son óxi-
dos complejos de hierro y otros metales divalentes (Mg, Co, Fe), no son exactamente sustancias fe-
rromagnéticas y tienen unas características particulares que hacen que formen grupo especial de
cuerpos ferrimagnéticos y antiferromagnéticos.
En la tabla se expresan algunas constantes características de distintos materiales donde M es la
s
magnetización de saturación, H la intensidad del campo magnético necesaria para saturar el ma-
s
terial, H el campo coercitivo y B la imanación remanente.
r
C
Composición m M S H S H C B r m¢
0
% T A,/m A,/m T máxima
Fe 2,16 1,6 ´ 10 5 80 1,3 7 000
Ni 0,61 5,5 ´ 10 5 120 0,3 2 000
Co 1,79 7,0 ´ 10 5 950
Fe-Si 98 Fe, 2 Si 2,10 24 60 6 000
4-79 Permalloy 17 Fe, 79 Ni, 4 Mo 0,87 0,16 0,5 10 5
Fig. XXI-70. Diversos tipos de cur- Supermalloy 16 Fe, 79 Ni, 5 Mo 0,80 0,16 0,5 10 6
vas de histéresis para distintos mate-
riales.
XXI 41. Teoría sobre la imanación del Fe. Dominios magnéticos
Los altísimos valores de magnetización que adquieren algunas sustancias ferromagnéticas tie-
nen que ser consecuencia de una alineación prácticamente total de los momentos magnéticos de
sus átomos, esto junto con el hecho de poder conservar la imanación en ausencia de campo, hace
pensar que la causa que orienta los momentos magnéticos o en definitiva los spines de los átomos,
es una interacción de origen no magnético entre dichos spines. Estos spines se «automantienen» en
ese estado venciendo la agitación térmica, y sólo si ésta es muy intensa logra romper las ligaduras
debidas a estas interacciones. (En efecto: si un imán lo calentamos hasta alcanzar la temperatura
de Curie, característica de cada material, logramos que pierda sus propiedades magnéticas).
La explicación de la interacción entre spines por la que se obligan a mantenerse paralelos no
es sencilla, sólo es posible haciendo uso de la Mecánica Cuántica y se sale de la exposición de este MUESTRA PARA EXAMEN. PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN. COPYRIGHT EDITORIAL TÉBAR
texto.
Encontramos, no obstante, una dificultad que consiste en cómo explicar el hecho de que las
sustancias ferromagnéticas también pueden estar desmagnetizadas e incluso se las desmagnetiza
según hemos visto anteriormente; es decir: si la configuración de las sustancias ferromagnéticas es
tal que los spines están orientados entre sí y por tanto sus momentos magnéticos, ¿Cómo es que
normalmente no presentan ningún momento magnético? La solución a este problema se ha en-
contrado al descubrir que en estas sustancias aparecen pequeñas regiones magnetizadas a satura-
ción (los spines están totalmente orientados en esa región).
«A estas pequeñas regiones de los materiales ferromagnéticos en la que solamente exista una
dirección de magnetización se les denomina DOMINIO»; estos dominios están orientados de tal for-
ma que resulte una magnetización neta nula para el material. El tamaño aproximado de estos do-
minios es de unas 20 micras y están separados unos de otros por «paredes» de unos 50 Å. Los do-
minios se forman incluso en los monocristales que forman el metal.
La razón de que en ausencia de campo externo el material permanece desmagnetizado por la
anulación de los efectos de cada dominio es que si no fuera así existiría un campo magnético ex-
terno que tendría una gran energía acumulada, como ocurre en el monocristal representado en la
Fig. XXI-71 (a). Al tender todos los cuerpos del universo a adoptar la forma de menor energía po-
tencial, no es ésta la forma en que esto ocurre, con lo que si «fraccionamos» el dominio con un
momento magnético cambiado (Fig. XXI-71 (b)) ocurre que obtenemos un momento magnético
externo menor. Según este razonamiento, el material debería dividirse en dominios cada vez más
pequeños indefinidamente y esto no ocurre. Sabemos que la energía del campo magnético es pro-
porcional al volumen del espacio en que la medimos. Sin embargo la mecánica cuántica explica
que en la superficie de separación entre dominios con direcciones distintas de magnetización exis-
te una acumulación de energía por unidad de área, con lo que si dividimos por dos el dominio, la
Fig. XXI-71. Dominios magnéticos. energía del campo disminuye en 8 veces, pero la energía potencial de la pared aumenta en 4 ve-
