• Paredes Bloch
• Polarización magnética

Permeabilidad

Según la definición, la permeabilidad magnética es una unidad física que tiene el símbolo de fórmula µ. Es similar a la susceptibilidad e indica lo permeable que es un material a la densidad de flujo magnético. Un material con una permeabilidad elevada puede ser magnetizado. La resistencia de un material de este tipo es, en consecuencia, baja. Los materiales con alta permeabilidad magnética son, por ejemplo, el hierro y otros materiales ferromagnéticos. La permeabilidad se utiliza para establecer la relación entre un campo magnético y la densidad de flujo magnético.

Cálculo con permeabilidad

Un campo magnético (intensidad de campo magnético)(H) se describe utilizando la permeabilidad magnética (µ) y la densidad de flujo magnético (B). Esto tiene el siguiente aspecto:

(1)

La constante de campo magnético es el escalado de la permeabilidad magnética. Tiene el símbolo de fórmula µ0 y está sujeta a la siguiente ley:

(2)

La llamada permeabilidad magnética se calcula utilizando esta constante de campo magnético y una permeabilidad magnética relativa específica del material (también conocida como permeabilidad absoluta):

(3)

Por definición, en el vacío:

(4)

Con (4) y (1) se obtiene lo siguiente:

(5)

De esta ley se deduce que la densidad de flujo magnético de un material es especialmente elevada si la permeabilidad magnética es también muy alta. Esto confirma el hecho de que la materia influye en los campos magnéticos de tal manera que en la materia se forma una densidad de flujo magnético dependiente de la permeabilidad específica del material.

Cálculo de la densidad de flujo magnético

Si se multiplica la densidad de flujo en el vacío por la permeabilidad magnética relativa, se obtiene la densidad de flujo magnético. Ésta viene determinada por la influencia del material en el material. También se deduce que el material refuerza el campo magnético si el número de permeabilidad es >1. Sin embargo, si el valor es <1, el campo magnético se debilita. En la bibliografía, la permeabilidad relativa suele indicarse de forma simplificada con la letra µ sin índice.

¿Qué materiales tienen qué permeabilidad magnética?

1.Materiales ferromagnéticos

Los materiales ferromagnéticos (por ejemplo, el hierro) tienen una permeabilidad magnética relativa >1. Esto se debe a que están formados por átomos individuales, que a su vez tienen espines de electrones. Tienen la propiedad de alinearse con un campo magnético externo, con lo que se forma un nuevo campo magnético en el espacio exterior. En ocasiones, éste puede ser varios órdenes de magnitud más fuerte que el campo magnético necesario para alinear los espines de los electrones. En los materiales ferromagnéticos, la llamada interacción de intercambio estabiliza la alineación de los espines de los electrones. Esto hace que la permeabilidad magnética relativa sea muy alta. En materiales muy especiales, como los amorfos (por ejemplo, el vidrio metálico), el número de permeabilidad es superior a 100.000, mientras que en el hierro es de unos 10.000.

2.Paramagnetos

Los paramagnetos se magnetizan en un campo magnético externo de tal manera que el campo magnético de su interior se refuerza. Por tanto, también tienen espines electrónicos alineables. Sin embargo, éstos no se estabilizan mediante la llamada interacción de intercambio. Por ello, el paramagnetismo sólo refuerza ligeramente un campo magnético. Esta es también la razón por la que la permeabilidad relativa es sólo de unas milésimas a 100.000 por encima del valor 1.

3.Materiales diamagnéticos

Los materiales diamagnéticos son sustancias que no son ni para- ni ferromagnéticas. Tienen una permeabilidad magnética relativa <1 y debilitan el campo magnético externo. En el interior de un imán de diamante no hay espines de electrones que se alineen. En su lugar, la penetración del campo magnético externo en el material induce una corriente eléctrica. Fiel a la regla de Lenz, ésta se dirige en dirección opuesta a la causa real: el campo magnético de la corriente inducida debilita el campo magnético externo. En realidad, el diamagnetismo se da en prácticamente cualquier material, por ejemplo en los para- y ferromagnetos. Sin embargo, el efecto es claramente superpuesto por los imanes elementales, ya que pueden alinearse.

4.Superconductores

Los superconductores son un caso especial de permeabilidad: tienen una permeabilidad 0, que elimina por completo la densidad de flujo magnético en su interior. Esto significa que un superconductor no permite que un flujo magnético lo atraviese. Por eso las líneas de campo discurren alrededor de un superconductor. Por este motivo, los superconductores suelen denominarse imanes de diamante perfectos. Hay experimentos interesantes en este contexto: por ejemplo, los superconductores flotan en un campo magnético.