Resumen de permeabilidad magnética

La permeabilidad magnética es una propiedad de los materiales que les permite formar un campo magnético en su interior y sostenerlo. Introducida por Oliver Heaviside en 1885, es una medida de qué tan fácilmente las líneas de fuerza magnética atraviesan un material. Me gusta pensar en ello como cuánto desea un material ser magnetizado. Determina cuánta flujo magnético puede soportar un material.

Definición y fórmula

La permeabilidad magnética (μ) se define como la relación entre la inducción magnética (B) y la intensidad magnética (H). Se expresa con la siguiente fórmula:

μ=B/H

Esta cantidad escalar mide cuánto un material no quiere dejar entrar los campos magnéticos y cuánto los permite. Una mayor permeabilidad magnética significa que el material soporta una inducción magnética más fuerte y permite que los campos magnéticos lo atraviesen más.

 

Factores que influyen en la permeabilidad magnética

La permeabilidad cambia en función de:

  • La naturaleza y estructura del material
  • Temperatura y humedad
  • La intensidad y frecuencia del campo magnético aplicado

Los materiales con mayor permeabilidad tienen una respuesta magnética más fuerte, y los materiales con menor permeabilidad tienen menos interacción magnética. La permeabilidad siempre es un valor positivo y puede cambiar según las condiciones magnéticas externas.

 

La permeabilidad magnética se presenta en varias formas:

  • Permeabilidad del Espacio Libre (μ₀): El nivel base de permeabilidad en un vacío. A menudo usamos esto como referencia en otros cálculos de permeabilidad.
  • Permeabilidad del Medio (μ): Esto indica cuánto un material no quiere dejar entrar los campos magnéticos y cuánto los permite.
  • Permeabilidad Relativa (μr): Una relación sin unidades que indica cuánto un material no quiere dejar entrar los campos magnéticos y cuánto los permite.

 

Diferentes materiales tienen diferentes niveles de permeabilidad magnética. Se agrupan en:

  • Materiales diamagnéticos: Estos materiales reducen un poco la densidad del flujo magnético porque su permeabilidad relativa es un poco menor que 1. Un ejemplo es el bismuto.
  • Materiales paramagnéticos: Estos materiales se magnetizan débilmente cuando los expones a un campo magnético externo. Tienen una permeabilidad relativa un poco mayor que 1. El platino es un ejemplo.
  • Materiales ferromagnéticos: Estos materiales tienen una permeabilidad magnética alta (a menudo más de 100,000) y poseen las propiedades magnéticas más fuertes. El hierro es un ejemplo.

 

Campos magnéticos inducidos e interacción con materiales

Cómo interactúan los campos magnéticos con los materiales depende de la permeabilidad magnética del material. Cuando aplicas un campo magnético externo, algunos materiales, especialmente los ferromagnéticos, crean un campo magnético interno, o magnetismo inducido. Este campo inducido interactúa con el campo externo, y se produce atracción magnética. Por eso, un imán permanente puede atraer materiales ferrosos.

Pero materiales como la madera no soportan la inducción de un campo magnético (tienen una permeabilidad magnética muy baja). Por lo tanto, no interactúan con los imanes y no se ven atraídos por ellos. Por otro lado, materiales como el acero (que tienen una permeabilidad alta) interactúan fuertemente con los campos magnéticos externos y se ven atraídos por los imanes.

 

Permeabilidad magnética en aplicaciones prácticas

La permeabilidad magnética se vuelve importante cuando eliges materiales para sistemas que contienen campos magnéticos. Por ejemplo, en robótica, podrías tener un dispositivo de manejo magnético que recoge tuberías de acero dulce porque el acero dulce tiene una permeabilidad alta. Pero si intentas recoger tuberías de acero inoxidable 410 (que tiene baja permeabilidad), quizás no obtengas suficiente fuerza para levantarla. Tendrás un agarre magnético más débil o quizás no puedas levantarla en absoluto.

Cuando diseñas sistemas o productos que dependen de propiedades magnéticas, debes considerar la permeabilidad del material con el que trabajas para asegurarte de que funcione como deseas. Ya sea que busques materiales con alta permeabilidad o baja permeabilidad, necesitas entender cómo se comportan en entornos magnéticos.

 

Permeabilidad magnética en aplicaciones prácticas

La permeabilidad magnética se vuelve importante cuando eliges materiales para sistemas que contienen campos magnéticos. Por ejemplo, en robótica, podrías tener un dispositivo de manejo magnético que recoge tuberías de acero dulce porque el acero dulce tiene una permeabilidad alta. Pero si intentas recoger tuberías de acero inoxidable 410 (que tiene baja permeabilidad), quizás no obtengas suficiente fuerza para levantarla. Tendrás un agarre magnético más débil o quizás no puedas levantarla en absoluto.

Cuando diseñas sistemas o productos que dependen de propiedades magnéticas, debes considerar la permeabilidad del material con el que trabajas para asegurarte de que funcione como deseas. Ya sea que busques materiales con alta permeabilidad o baja permeabilidad, necesitas entender cómo se comportan en entornos magnéticos.

 

Conclusión

La permeabilidad magnética es importante porque te indica cómo reaccionan los materiales a los campos magnéticos externos. Afecta la fuerza con la que las cosas se atraen entre sí. Y si estás diseñando productos o sistemas que usan imanes, debes pensar en la permeabilidad de los materiales con los que trabajas. Puedes querer materiales con alta permeabilidad o baja permeabilidad.

La permeabilidad de un material puede cambiar según factores como la temperatura y la intensidad del campo que estás aplicando. Por eso, cuando trabajas con imanes y diseñas productos, debes tener en cuenta cómo puede cambiar esa permeabilidad para que tus imanes funcionen como deseas.