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Tema 19. Tipos de problemas en Magnetostática de medios materiales
(2.5 horas)
Se realiza una clasificación de los distintos tipos de problemas que
podemos encontrar en magnetostática.
Los casos más simples corresponden a medios lineales, homogéneos e isótropos
que ocupan todo el espacio. En este caso el problema se puede resolver
utilizando las ecuaciones que habíamos visto para el vacío, sustituyendo la
permeabilidad del vacío por la del medio considerado o resolviendo el problema
en términos del campo auxiliar intensidad magnética.
Sin
embargo, en los problemas de interés práctico no se tiene un único medio
ocupando todo el espacio, por lo que en general se necesita conocer como se
comportan los campos en las superficies de discontinuidad. Para ello se resuelve
la ecuación de Poisson para el potencial vector y se aplican las condiciones de
contorno.
El
diamagnetismo es consecuencia de la ley inducción de Faraday, consiste en la
inducción de microcorrientes que originan un campo magnético opuesto al campo
externo aplicado; está por lo tanto presente en todos los materiales, si bien
queda enmascarado cuando las moléculas que componen el medio presentan un
momento dipolar magnético apreciable.
El
paramagnetismo se observa en los materiales cuyas moléculas presentan un cierto
momento dipolar magnético, asociado a los momentos angulares orbital y de spin,
y se debe a la tendencia de los dipolos magnéticos a orientarse en la dirección
del campo aplicado.
Los
dipolos magnéticos en un material pueden representar una cierta ordenación
periódica, existiendo diferentes tipos de comportamiento: ferromagnetismo,
antiferromagnetismo y ferrimagnetismo. Los materiales ferromagnéticos presentan
magnetización espontánea en ausencia de campos externos aplicados y para
temperaturas inferiores a la llamada temperatura de Curie; por encima de esta
temperatura tienen comportamiento paramagnético. Los materiales ferromagnéticos
presentan además dominios magnéticos y dependiendo del balance entre éstos el
material presenta una magnetización neta. Bajo la aplicación de una campo magnético
externo "las paredes de los dominios" pueden desplazarse, como
resultado los dominios orientados en la dirección del campo crecen a expensas
de los demás.