Magnetismo

Día 1:
MÓDULO1: MAXWELL: CON HECHOS Y GESTOS
Presentación de las ecuaciones de Maxwell.

MÓDULO2: ECUACIONES DE MAXWELL
Ecuaciones de Maxwell Relaciones constitutivas de la materia.
Forma integral y forma local.
Definición 1.
Definición 2.
Teorema de Ostrogradski o de la divergencia.
Teorema de Stokes.
Conservación del flujo.
Aplicación del Teorema de Ostrogradski.
Teorema de Ampère.
Interpretación física.
Ejemplo de un conductor en el aire.
Este razonamiento se puede aplicar a otros ejemplos:
Contactor plano.
Contactor asimétrico.
Ejercicio.
Biot-Savart (cálculo directo).
Ley de Faraday.
De forma práctica.
Ejemplo.
Relaciones de paso de un medio a otro.
Componente normal de la inducción.
Componente tangencial de la inducción.
Ejercicio.
Caso del contactor.
Sensor de corriente.
Relaciones.
Anexo.


MÓDULO 3: IMANTACIÓN DE LA MATERIA: EFECTOS DE FORMA
Campo magnético en el vacío creado por la materia imantada.
Campo en el interior de la materia.
Campo desmagnetizante.
Caso del elipsoide.
Caso del elipsoide de revolución.
Imantación de un material sometido a un campo exterior.
¿Y si no se trata de un elipsoide?
Anexo.
Ejemplo 1: Longitud de hierro y longitud de aire.
Ejemplo 2.
Definición de los coeficientes de campo desmagnetizante, flujométrico y magnetométrico.
Consideraciones sobre el trazado de las curvas de los materiales.


Día 2:
MÓDULO 4: IMANTACIÓN DE LA MATERIA: MECANISMOS DE IMANTACIÓN
Introducción.
Magnetismo atómico.
Tipos de materiales magnéticos.
Clasificación:
Sustancias ferromagnéticas.
Sustancias antiferromagnéticas.
Sustancias ferrimagnéticas.
Origen del comportamiento colectivo.
Temperatura de Curie.
Anisotropía.
Dominios elementales.
Paredes magnéticas.
Mecanismos de imantación:
Curva de primera imantación.
Ciclo de histéresis.
Estabilidad magnética.
Conclusión.
Pérdidas-mecanismos:
Mecanismos físicos de pérdidas.
Separación de las pérdidas.
Anexo: Pérdidas en régimen alterno.
Caso del contactor.


MÓDULO 5: REGÍMENES VARIABLES
Regímenes estáticos.
Regímenes variables:
Electromagnetismo en un medio en movimiento.
Ecuaciones.
Comentarios.
Ejemplo.
En un material.
Difusión del campo magnético en los sistemas magnéticos:
Hipótesis.
Ecuaciones.
Sistemas sin movimiento.
Ejemplo teórico.
Observación.
Ejercicio.
Aplicación numérica.
Caso del contactor.
Caso particular del régimen senoidal sin movimiento:
Caso del semiespacio.
Caso de una placa plana infinita.
Caso particular del un semiespacio recorrido por corriente senoidal.
Advertencia sobre las fuerzas engendradas.
Difusión en un medio en movimiento con fuente fija:
Observador en el sistema de referencia fijo.
Ejemplo típico: El freno con corrientes de Foucault (freno electromagnético).
Conclusión.
Anexo:
Corrientes inducidas y calentamiento por inducción.
Ejemplo.


MÓDULO 6: ASPECTOS ELÉCTRICOS, MAGNÉTICOS Y MECÁNICOS
Flujo:
Definición.
Caso de una bobina.
Algunos ejemplos.
Inductancia:
Definición 1.
Definición 2.
Inductancia mutua:
Definición.
Ejemplo.
Leyes eléctricas:
Definición.
Demostración.
Resistencia.
Potencia activa y reactiva:
Definición: Vector de Poyting.
Interpretación.
Ejemplo de un conductor.
Pérdidas por efecto Joule:
Definición.
Balance de potencias.
Energía – coenergía.
Par magnético:
Relación entre par magnético y energía.
Aplicación práctica.
Máquinas cilíndricas.
Fuerza magnética:
Definición.
Ejemplo.
Aspecto de las fuerzas.
Homotecia.
Fuerza de Laplace:
Definición.
Caso particular.
Definición de Amperio.
Trabajo de las fuerzas electromagnéticas.
Advertencia.
Demostración.
Atracción – repulsión:
Regla del flujo máximo.
Anexo.


Día 3:
MÓDULO 7: MATERIALES MAGNÉTICOS BLANDOS
Presentación general.
Características fundamentales de los materiales magnéticos blandos.
Las diferentes familias de materiales:
Hierro puro y aceros dulces.
Chapas Hierro-Silicio.
Aleaciones Hierro-Níquel.
Aleaciones Hierro-Cobalto.
Aleaciones amorfas.
Ferritas.


MÓDULO 8: MATERIALES MAGNÉTICOS DUROS
Presentación general:
Momento magnético, imantación.
Ciclo de histéresis, propiedades magnéticas.
Funcionamiento de los circuitos magnéticos con imanes:
Noción de circuito magnético.
Circuito magnético estático.
Circuito magnético funcionando en régimen variable.
Cálculo de las magnitudes magnéticas:
Cálculo en presencia de imanes.
Estructura magnética con piezas de material ferromagnético blando.
Materiales para imanes permanentes:
Características fundamentales de los materiales para imanes.
Familia de los imanes metálicos de Alnico.
Las ferritas hexagonales de Sr y Ba.
Las aleaciones a base de elementos de tierras raras.