Permeabilidad magnética

En física se le denomina permeabilidad magnética a la capacidad que tienen los conductores de afectar y ser afectados por los campos magnéticos, así como la capacidad de convertirse en fuentes de estos, es decir, capacidad para crearlos sin la necesidad de corrientes externas.

Esta magnitud está definida por la comunión entre la inducción magnética (también llamada densidad de flujo magnético) y la excitación magnética que estén incidiendo en el interior del material, y es representada por el símbolo a:

Si la razón del comportamiento entre estos dentro del material es constante, significa que la permeabilidad del material también lo es. En tal caso se dice que el material es lineal. También, si la cantidad μ es igual en todos los puntos del material, significa que es un material homogéneo, y si μ no varía en ninguna dirección partiendo de un punto arbitrario del material, significa que este es isotrópico.

El vacío, por ejemplo, es un material lineal, homogéneo e isotrópico y su permeabilidad magnética está dada por

La permeabilidad del vacío, conocida también como constante magnética, se representa mediante el símbolo μ₀ y en unidades SI se define como:

La permitividad eléctrica (que aparece en la ley de Coulomb) y la constante magnética del vacío están relacionadas por la fórmula:

donde ${displaystyle c_{0}}$ representa la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas en el vacío, comúnmente denominada velocidad de la luz en el espacio vacío.

Para comparar entre sí los materiales, se entiende la permeabilidad magnética absoluta (${displaystyle mu }$) como el producto entre la permeabilidad magnética relativa (${displaystyle mu _{r}}$) y la permeabilidad magnética de vacío (${displaystyle mu _{0}}$):

${displaystyle mu =mu _{r}mu _{0}}$.

Los materiales se pueden clasificar según su permeabilidad magnética relativa en:

Los materiales ferromagnéticos atraen el campo magnético hacia su interior. Son altamente permeables, es decir, pueden ser inducidos magnéticamente sin realizar mucho trabajo magnético sobre ellos, utilizando, por ejemplo, electroimanes. Cuando dejan de ser inducidos por un campo magnético externo de gran intensidad, se convierten en fuentes de campo magnético. Esto es debido a la alineación de los dominios magnéticos en la misma dirección por un tiempo prolongado. Es por esta razón que se utilizan materiales ferromagnéticos para crear imanes permanentes, siguen siendo inducidos magnéticamente ante la ausencia de un campo magnético externo. A la propiedad de que los dominios magnéticos puedan ser alterados con facilidad recibe el nombre de ferromagnetismo. De aquí que estos materiales sean no lineales: ante la ausencia de un H incidente sigue existiendo un B remanente dentro de ellos. Y pueden ser inhomogéneos por un μ que varíe punto a punto: no necesariamente todas las zonas del material son suceptibles a magnetizarse en la misma proporción. Ejemplos de estos materiales son todos aquellos cuyo comportamiento magnético se asemeje al del hierro, como el cobalto y el níquel^[1]​

Los materiales paramagnéticos son la mayoría de los que encontramos en la naturaleza. No presentan ferromagnetismo, y su reacción frente a los campos magnéticos es muy poco apreciable.

Los materiales diamagnéticos repelen el campo magnético, haciendo que este pase por el exterior del material. En general, esta acción diamagnética es muy débil, y no es comparable al efecto que produce el campo magnético sobre los materiales ferromagnéticos. Un ejemplo de material diamagnético es el cobre.

Otro efecto de los campos magnéticos sobre los materiales es el antiferromagnetismo, que resulta en una polarización nula del material, pero produce una ordenación interna de este.

Material

Presentación

Permeabilidad inicial (B=20, gauss)

Permeabilidad máxima

Densidad de saturación de flujo (B, gauss)