Susceptibilidad

La palabra susceptibilidad procede del latín "susceptibilitas" y describe una magnitud física sin unidad que puede utilizarse para indicar la magnetizabilidad de la materia dentro de la densidad de flujo magnético; en pocas palabras, describe la polarización magnética en física. Se expresa como una constante de proporcionalidad característica del material que proporciona información sobre la relación entre la magnetización y la intensidad del campo magnético.

En algunos casos, depende de otros parámetros como:

  • la ubicación o la frecuencia del campo magnético
  • la magnetización previa

La susceptibilidad se abrevia con la letra griega χ. Es similar a la permeabilidad. Mientras que esta última se refiere a todo el campo bajo la influencia de un material polarizante, la susceptibilidad describe en cambio el flujo magnético y el éxito con el que penetra en un material.

¿Cómo puede determinarse la susceptibilidad magnética?

A la hora de definir la susceptibilidad, primero hay que echar un vistazo a la derivación. La más común es la susceptibilidad magnética volumétrica χ. Indica la proporcionalidad entre la magnetización y la intensidad del campo magnético :

o más generalmente

i y j son los componentes de la orientación espacial. Así se tienen en cuenta las distintas direcciones en las que pueden apuntar la magnetización y el campo magnético.

¿Cómo puede ayudar la susceptibilidad a clasificar los materiales magnéticos?

Todos los materiales conocidos reaccionan en cierta medida a un campo magnético externo. Por este motivo, las sustancias sin orden magnético suelen diferenciarse entre paramagnetismo y diamagnetismo en función de la susceptibilidad:

  • Diamagnetos (< 0): Según la regla de Lenz, las sustancias diamagnéticas quieren desplazar su campo magnético interno para magnetizarse en la dirección de un campo magnético externo (susceptibilidad negativa). Son independientes de la temperatura. Los superconductores ( = -1).son una excepción. Ejemplos de diamagnetos son el hidrógeno, los gases nobles, el cobre y el plomo.
  • Paramagnéticos (>0): En los materiales paramagnéticos, los momentos magnéticos se alinean en campos magnéticos externos y refuerzan así su campo magnético interno. La magnetización y la susceptibilidad son positivas. La dependencia de la temperatura se calcula mediante la susceptibilidad magnética (también conocida como constante de Curie ). Ejemplos de paramagnetos son el aluminio, el sodio y el oxígeno.
Los sólidos con orden magnético están fuertemente influenciados por los campos magnéticos. Mientras que los efectos paramagnéticos se hacen reconocibles a partir de cierta temperatura, los ferromagnetos, ferrimagnetos y antiferromagnetos experimentan cambios especiales en cuanto a su susceptibilidad:
  • Ferromagnetismo: los momentos magnéticos de los ferromagnetos se alinean paralelamente al campo magnético externo de forma fuertemente reforzada. Pueden estar completamente magnetizados. Ejemplos de ferromagnetos son el hierro α, el cobalto y el níquel.
  • Ferrimagnetismo: en este caso, la susceptibilidad depende de la magnetización previa. La alineación antiparalela de sus momentos magnéticos garantiza una cantidad diferente y, por tanto, una magnetización espontánea. Ejemplos de ferrimagnetismo son la magnetita ().
  • Antiferromagnetismo: los antiferromagnetos son magnéticamente anisótropos, es decir, su susceptibilidad está relacionada con la orientación del sólido en el campo magnético. Si éste se encuentra en un plano con los momentos magnéticos, la susceptibilidad y la temperatura son aproximadamente lineales. Con orientación vertical, depende de la temperatura. Ejemplos de antiferromagnetos son el manganeso y el cromo.

Los ferrimagnetos y los ferromagnetos pueden utilizarse como imanes permanentes, ya que después de desconectar el campo magnético externo queda una magnetización residual. Los imanes blandos tienen una susceptibilidad que se aproxima a la permeabilidad. Por este motivo, pueden remagnetizarse sin problemas. Son ideales para su uso en generadores y transformadores.