Vida útil de la magnetización de un ferroimán

En un material ferromagnético, hay magnetización espontánea, es decir, en ausencia de un B campo METRO 0. Esto significa que puede haber diferentes dominios en la muestra donde todos los momentos magnéticos apuntan en la misma dirección en el estado de equilibrio. Algunos ejemplos cotidianos de tales materiales que ocurren naturalmente serían el hierro, el níquel, el cobalto, etc. Dichos imanes crean un campo distinto de cero H fuera de la muestra. Que es responsable por ejemplo de dos imanes que interactúan.

  • Si el imán se deja solo, sigue generando un campo magnético en su vecindad incluso si no hay otro material magnetizable alrededor (por lo que no hay interacción), por lo que en un período de tiempo lo suficientemente largo, ¿pierde su magnetización? Quiero decir que no puede proporcionar un campo magnético indefinidamente, algo tiene que proporcionar la energía.

Es cierto que el título de la publicación es bastante dudoso, porque la magnetización neta de un ferromagneto en B = 0 finalmente está allí porque corresponde al estado de energía más bajo de la muestra en cuestión, pero todavía está irradiando un campo magnético a su alrededor.

  • Ahora supongamos que traemos un paramagnet a la imagen, entonces algunos de los momentos magnéticos en este paramagnet se alinearán con el campo magnético creado por el ferromagnet ( B = m 0 x METRO ). ¿Esta interacción hace que el ferroimán caiga en un estado de magnetización más bajo?
Crear y mantener un campo no es un esfuerzo como tal. Piense en una carga: crea un campo eléctrico a su alrededor. O cualquier objeto: crea un campo gravitatorio a su alrededor. El campo en sí no requiere energía para su mantenimiento. Pero cuando algo interactúa con este campo, entonces comienzan las transferencias de energía.

Respuestas (1)

Estrictamente hablando, un ferromagneto magnetizado (FM) no está en su estado de energía más bajo. METRO = 0 sería la energía más baja. Sin embargo, el FM no puede llegar allí desde un estado magnetizado, porque eso implicaría mover los límites del dominio , lo que requiere energía que el imán normalmente no tiene. Por lo tanto, se encuentra allí magnetizado, en un estado metaestable . Puede pensar en ello como un mínimo de energía libre local. Para llegar al mínimo global ( METRO = 0 estado), que es el de menor energía, se debe superar una barrera energética. El ferroimán permanecerá magnetizado a menos que algo suministre suficiente energía para saltar la barrera. Ese algo suele ser el baño termal que mantiene tu imán a una temperatura fija. Cuanto mayor sea la temperatura, más rápido ocurrirá esto.

Tenga en cuenta que un FM magnetizado no está en equilibrio. Al menos formalmente podemos decir que existe una corriente asociada a la magnetización: × METRO = j , y donde hay alguna corriente, no hay equilibrio. Ahora bien, puede suceder de repente que haya suficiente energía para mover un poco la pared de un dominio, porque hay fluctuaciones de energía cada vez que estás en contacto térmico con un baño de calor (el calor es básicamente un movimiento aleatorio de átomos, partículas, etc. ). Entonces puedes reducir un poco la magnetización general. Entonces, si espera, entonces podría ver que la magnetización se desacelera un poco (se llama fluencia). Esto es en principio. En la práctica, no estoy seguro de que la tasa de tal fluencia se pueda medir en ningún otro lugar que no sea extremadamente cerca del punto de Curie de un FM típico como el hierro. Así que en la práctica no nos preocupamos por eso. Sin embargo, para vidrio giratoriola fluencia es medible, básicamente porque las barreras de energía involucradas son muy pequeñas y es más fácil encontrar suficiente energía térmica para superarlas.

La energía se suministró al imán cuando se magnetizó. No se "irradia" (el campo es estático). El campo magnético no es "generado" por la FM. Fundamentalmente, este campo magnético proviene de electrones que se mueven alrededor de los núcleos dentro de los átomos. No irradian y los electrones no caen sobre los núcleos.

Si coloca un paramagneto (PM) cerca de la FM, el campo inducido en una PM tendrá la misma orientación que el campo externo en esa ubicación (no como el campo dentro de la FM). Entonces, un polo sur de un FM verá un polo norte (muy débil) de un PM y viceversa (recuerde, las líneas de campo magnético son bucles cerrados, algo importante aquí). FM atraerá PM (aunque muy débilmente). Por cierto, FM repelerá un diamagnet (nuevamente muy débilmente, a menos que el diamagnet sea perfecto, como un superconductor, entonces la levitación magnéticaes posible). La magnetización de la FM no cambia, no existe un mecanismo para esto. El PM no puede "llamar" al FM per se y decirle que reorganice los dominios. La energía de todo el sistema varía con la posición relativa y la orientación de FM y PM, pero esa no es la energía que se debe a la magnetización de FM.

Bienvenido al intercambio de pila de física Ted, he editado tu respuesta solo para mejorar su calidad (hipervínculos, látex, cursiva...) sin tocar el contenido. Espero que no te importe.
Lo aprecio. Todavía no he descubierto cómo escribir fórmulas y matemáticas aquí. Sin embargo, una cosa: la relación b / w magnetización y corriente es del cross M igual a J, no del punto M.
Claro, puede editarlo usted mismo, solo busque el botón de edición debajo de su respuesta y reemplace ` \nabla \cdot \mathbf{M}=\mathbf{J}` con ` \nabla \times \mathbf{M}=\mathbf {J}` para obtener la prod cruzada. No olvide los dos signos $ alrededor de cada expresión matemática (utilícelos como paréntesis).