Remanencia
Magnetización que queda en un material

La remanencia o magnetización remanente o magnetismo residual es la magnetización que queda en un material ferromagnético (como el hierro ) después de que se elimina un campo magnético externo. [1] Coloquialmente, cuando un imán está "magnetizado", tiene remanencia. [2] La remanencia de los materiales magnéticos proporciona la memoria magnética en los dispositivos de almacenamiento magnético y se utiliza como fuente de información sobre el campo magnético de la Tierra en el pasado en el paleomagnetismo . La palabra remanencia proviene de remanente + -ence, que significa "lo que queda". [3] Los orígenes de la remanencia se remontan a algún momento posterior a 1850. [4]

El término equivalente magnetización residual se utiliza generalmente en aplicaciones de ingeniería. En transformadores , motores eléctricos y generadores no es deseable una gran magnetización residual (véase también acero eléctrico ) ya que es una contaminación no deseada, por ejemplo, una magnetización que permanece en un electroimán después de que se apaga la corriente en la bobina. Cuando no es deseada, se puede eliminar mediante desmagnetización .

A veces se utiliza el término retentividad para la remanencia medida en unidades de densidad de flujo magnético . [5]

Tipos

Remanencia de saturación

Fig. 1 Una familia de bucles de histéresis de CA para acero eléctrico de grano orientado ( B r denota remanencia y H c es la coercitividad ).

La definición predeterminada de remanencia magnética es la magnetización que permanece en el campo cero después de aplicar un campo magnético grande (suficiente para lograr la saturación ). [1] El efecto de un bucle de histéresis magnética se mide utilizando instrumentos como un magnetómetro de muestra vibrante ; y la intersección del campo cero es una medida de la remanencia. En física, esta medida se convierte en una magnetización promedio (el momento magnético total dividido por el volumen de la muestra) y se denota en ecuaciones como M r . Si debe distinguirse de otros tipos de remanencia, entonces se llama remanencia de saturación o remanencia isotérmica de saturación (SIRM) y se denota por M rs .

En aplicaciones de ingeniería, la magnetización residual se mide a menudo utilizando un analizador BH , que mide la respuesta a un campo magnético de CA (como en la figura 1). Esto se representa por una densidad de flujo B r . Este valor de remanencia es uno de los parámetros más importantes que caracterizan a los imanes permanentes ; mide el campo magnético más fuerte que pueden producir. Los imanes de neodimio , por ejemplo, tienen una remanencia aproximadamente igual a 1,3 Tesla .

Remanencia isotérmica

A menudo, una sola medida de remanencia no proporciona información adecuada sobre un imán. Por ejemplo, las cintas magnéticas contienen una gran cantidad de pequeñas partículas magnéticas (ver almacenamiento magnético ), y estas partículas no son idénticas. Los minerales magnéticos en las rocas pueden tener una amplia gama de propiedades magnéticas (ver magnetismo de rocas ). Una forma de observar el interior de estos materiales es agregar o restar pequeños incrementos de remanencia. Una forma de hacer esto es primero desmagnetizar el imán en un campo de CA y luego aplicar un campo H y eliminarlo. Esta remanencia, denotada por M r ( H ), depende del campo. [6] Se llama remanencia inicial [7] o magnetización remanente isotérmica (IRM) . [8]

Otro tipo de IRM se puede obtener dando primero al imán una remanencia de saturación en una dirección y luego aplicando y eliminando un campo magnético en la dirección opuesta. [6] Esto se llama remanencia de desmagnetización o remanencia de desmagnetización de CC y se denota por símbolos como M d ( H ), donde H es la magnitud del campo. [9] Otro tipo de remanencia se puede obtener desmagnetizando la remanencia de saturación en un campo de CA. Esto se llama remanencia de desmagnetización de CA o remanencia de desmagnetización de campo alterno y se denota por símbolos como M af ( H ​​).

Si las partículas son partículas de dominio único que no interactúan con anisotropía uniaxial , existen relaciones lineales simples entre las remanencias. [6]

Remanencia anhistéresis

Otro tipo de remanencia de laboratorio es la remanencia anhistéresis o magnetización remanente anhistéresis (ARM) . Esta se induce exponiendo un imán a un campo alterno grande más un campo de polarización de CC pequeño. La amplitud del campo alterno se reduce gradualmente a cero para obtener una magnetización anhistéresis , y luego se elimina el campo de polarización para obtener la remanencia. La curva de magnetización anhistéresis a menudo está cerca de un promedio de las dos ramas del bucle de histéresis , [10] y se supone en algunos modelos que representa el estado de energía más bajo para un campo dado. [11] Hay varias formas de medición experimental de la curva de magnetización anhistéresis, basadas en flujómetros y desmagnetización con polarización de CC. [12] La ARM también se ha estudiado debido a su similitud con el proceso de escritura en alguna tecnología de grabación magnética [13] y con la adquisición de magnetización remanente natural en rocas. [14]

Ejemplos

MaterialRemanenciaReferencias
Ferrita (imán)0,35 toneladas (3500 gramos)[15]
Imán de samario-cobalto0,82–1,16 T (8200–11 600 G)[16]
AlNiCo 51,28 toneladas (12.800 gramos)
Imán de neodimio1–1,3 toneladas (10 000–13 000 g)[16]
Aceros0,9–1,4 toneladas (9000–14 000 G)[17] [18]

Véase también

Notas

  1. ^ de Chikazumi 1997
  2. ^ Estrictamente hablando, todavía está en el campo de la Tierra, pero eso tiene poco efecto en la remanencia de un imán duro .
  3. ^ "remanencia | Origen y significado de remanencia por Diccionario Etimológico Online" www.etymonline.com . Consultado el 20 de enero de 2020 .
  4. ^ "5.01.3.1 Observación temprana de la remanencia de las rocas". www.sciencedirect.com . Consultado el 2 de agosto de 2024 .
  5. ^ "Almacenamiento y manipulación de cintas magnéticas".
  6. ^ abc Wohlfarth 1958
  7. ^ McCurrie y Gaunt 1966
  8. ^ Neel 1955
  9. ^ Pfeiffer 1990
  10. ^ Bozorth 1993
  11. ^ Jiles y Atherton 1986
  12. ^ Nowicki 2018
  13. ^ Jaep 1969
  14. ^ Banerjee y Mellema 1974
  15. ^ "Núcleos magnéticos amorfos". Hill Technical Sales. 2006. Consultado el 18 de enero de 2014 .
  16. ^ ab Juha Pyrhönen; Tapani Jokinen; Valéria Hrabovcová (2009). Diseño de Máquinas Eléctricas Rotativas. John Wiley e hijos. pag. 232.ISBN​ 978-0-470-69516-6.
  17. ^ "COBALTO: esencial para el magnetismo de alto rendimiento" (PDF) . Arnold Magnetic Technologies. 2012.
  18. ^ Fitzgerald, AE; Kingsley, Charles Jr.; Umans, Stephen D. (2003). Maquinaria eléctrica (6.ª ed.). McGraw-Hill. 688 páginas. ISBN 978-0-07-366009-7.

Referencias

  • Banerjee, SK; Mellema, JP (1974). "Un nuevo método para la determinación de la paleointensidad a partir de las propiedades ARM de las rocas". Earth Planet. Sci. Lett . 23 (2): 177–184. Bibcode :1974E&PSL..23..177B. doi :10.1016/0012-821X(74)90190-3.
  • Bozorth, Richard M. (1993) [Reedición de la publicación de 1951]. Ferromagnetismo . Reedición clásica de IEEE Press. Wiley-IEEE Press . ISBN 0-7803-1032-2.
  • Chikazumi, Sōshin (1997). Física del ferromagnetismo . Clarendon Press . ISBN 0-19-851776-9.
  • Jaep, WF (1969). "Magnetización anhistéresis de un conjunto de partículas de dominio único". J. Appl. Phys . 40 (3): 1297–1298. Bibcode :1969JAP....40.1297J. doi :10.1063/1.1657638.
  • Jiles, DC; Atherton, DL (1986). "Teoría de la histéresis ferromagnética". J. Magn. Magn. Mater . 61 (1–2): 48–60. Bibcode :1986JMMM...61...48J. doi :10.1016/0304-8853(86)90066-1.
  • McCurrie, RA; Gaunt, P. (1966). "Las propiedades magnéticas del platino y el cobalto cerca de la composición equiatómica, parte I. Datos experimentales". Phil. Mag . 13 (123): 567–577. Bibcode :1966PMag...13..567M. doi :10.1080/14786436608212648.
  • Néel, Louis (1955). "Algunos aspectos teóricos del magnetismo de las rocas" (PDF) . Adv. Phys . 4 (14): 191–243. Bibcode :1955AdPhy...4..191N. doi :10.1080/00018735500101204.
  • Nowicki, M. (2018). "Métodos de medición de magnetización anhistéresis para materiales magnéticos blandos". Materiales . 11 (10): 2021. Bibcode :2018Mate...11.2021N. doi : 10.3390/ma11102021 . PMC  6213293 . PMID  30340358.
  • Pfeiffer, H. (1990). "Determinación de la distribución del campo de anisotropía en conjuntos de partículas teniendo en cuenta las fluctuaciones térmicas". Physica Status Solidi . 118 (1): 295–306. Bibcode :1990PSSAR.118..295P. doi :10.1002/pssa.2211180133.
  • Wohlfarth, EP (1958). "Relaciones entre diferentes modos de adquisición de la magnetización remanente de partículas ferromagnéticas". J. Appl. Phys . 29 (3): 595–596. Bibcode :1958JAP....29..595W. doi :10.1063/1.1723232.
  • Coercitividad y remanencia en imanes permanentes
  • El hombre imán
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