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Características magnéticas y sus propiedades

Propiedades magnéticas

Toda la materia exhibe propiedades magnéticas cuando se coloca en un campo magnético externo. Incluso elementos como el cobre y el aluminio que normalmente no tienen propiedades magnéticas se ven afectadas por la presencia de un campo magnético como el producido por cualquiera de los polos de un imán de barra.

Dependiendo de si hay atracción o repulsión por el polo de un imán, la materia se clasifica como paramagnético odiamagnético, respectivamente. Algunos materiales, como el hierro, muestran una atracción muy grande hacia el polo de un imán de barra permanente. Los materiales de este tipo se llaman ferromagnético.

Propiedades magnéticas

En 1845, Faraday se convirtió en el primero en clasificar las sustancias como diamagnéticas o paramagnéticas. Él basó esta clasificación en su observación de la fuerza ejercida sobre las sustancias en un campo magnético no homogéneo.

Las sustancias para las que la susceptibilidad magnética es negativa (p. Ej., Cobre y plata ) se clasifican como diamagnéticas. La susceptibilidad es pequeña, del orden de -10 -5 parasólidos y líquidos y -10 -8 para gases.

Propiedades magnéticas
Propiedades magnéticas

Un rasgo característico del diamagnetismo es que el momento magnético por unidad de masa en un campo dado es prácticamente constante para una sustancia dada en un rango muy amplio de temperaturas. Cambia poco entre sólido, líquido y gas.

La variación en la susceptibilidad entre sólido o líquido y gas se debe casi por completo al cambio en el número de moléculas por unidad de volumen. Esto indica que el momento magnético inducido en cada molécula por un campo dado es principalmente una propiedad característica de la molécula.

Diamagnético

Repelido débilmente por los campos magnéticos. Elementos no metálicos (excepto oxigeno y azufre) gases inertes y especies con pares de electrones son diamagnéticos.

Paramagnético

Atraído por el campo magnético debido a la presencia de dipolos magnéticos permanentes (electrones desapareados).

En el campo magnético, estos tienden a orientarse paralelamente a la dirección del campo y, por lo tanto, producen magnetismo en las sustancias.

Ferromagnético

Es el magnetismo permanente incluso en ausencia de campo magnético. Por encima de una temperatura llamada temperatura Curie, no hay ferromagnetismo.

Antiferromagnético

Esto surge cuando la alineación del dipolo es cero debido a una alineación igual y opuesta.

Ferrimagnético

Esto surge cuando hay un momento dipolar neto.

Propiedades magnéticas
Propiedades magnéticas

Propiedades dieléctricas

Una sustancia dieléctrica es aquella que no permite que la electricidad pase a través de ellas, pero al aplicar el campo eléctrico, se producen cargas inducidas en sus caras.

En un aislador, los electrones son fuertemente sostenidos por los átomos individuales. Cuando se aplica un campo eléctrico, la polarización tiene lugar porque los núcleos son atraídos hacia un lado y el electrón hacia el otro lado.

Como resultado, se crean dipolos. Tal tipo de cristales muestra las siguientes propiedades,

Piezoelectricidad

En algunos de los cristales, los dipolos se pueden alinear de forma ordenada para dar un momento dipolar neto.Cuando se aplica tensión mecánica en dichos cristales para deformarlos, se produce electricidad debido al desplazamiento de iones.

La electricidad así producida se llama piezoelectricidad y los cristales se llaman cristales piezoeléctricos. Ejemplos: Cuarzo, sal de Rochelle (tartrato de maceta de césped).

Los cristales piezoeléctricos actúan como un transductor mecánico-eléctrico. Estos cristales se usan como captadores en tocadiscos donde producen señales eléctricas mediante la aplicación de presión.

Piroelectricidad

Al calentar, algunos cristales polares producen una pequeña corriente eléctrica. La electricidad así producida se llama piroelectricidad.

Ferroelectricidad

En algunos de los cristales piezoeléctricos, siempre existe una alineación permanente de los dipolos, incluso en ausencia del campo eléctrico. Sin embargo, al aplicar el campo cambia la dirección de la polarización.

Este fenómeno se llama ferroelectricidad y los cristales como cristal ferroeléctrico. Ejemplo, hidrogenofosfato de potasio , titanato de bario .

Antiferroelectricidad

En algunos cristales, los dipolos en poliedros alternos apuntan hacia arriba y hacia abajo de modo que los cristales no poseen ningún momento dipolar neto. Dichos cristales se dice que son antiferroeléctricos.

Ejemplo, zirconato de plomo. Los ferroeléctricos se utilizan en la preparación de condensadores pequeños de alta capacidad. Los detectores infrarrojos piroeléctricos se basan en tales sustancias. Pueden usarse en transistores, teléfonos, computadoras, etc.

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