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.

Comparación simple de permeabilidades para: ferromagnetos (μ_f), paramagnetos (μ_p), diamagnetos (μ_d) y el vacío (μ₀)

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:

${\displaystyle \mu ={\frac {B}{H}}}$

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

${\textstyle \mu _{0}=4\pi \times 10^{-7}~\mathrm {T\cdot m\cdot A^{-1}} }$.

Permeabilidad magnética del vacío

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

${\textstyle \mu _{0}=4\pi \times 10^{-7}~\mathrm {T\cdot m\cdot A^{-1}} }$ .

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

${\displaystyle \varepsilon _{0}\mu _{0}={\frac {1}{{c_{0}}^{2}}}}$ 

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.

Permeabilidad relativa, comparación entre materiales

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:

• ferromagnéticos, cuyo valor de permeabilidad magnética relativa es muy superior a 1.
• paramagnéticos o no magnéticos, cuya permeabilidad relativa es aproximadamente 1 (se comportan como el vacío).
• diamagnéticos, de permeabilidad magnética relativa inferior a 1.

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.

Tabla de propiedades magnéticas de materiales

Material	Presentación	Composición aproximada (%)					Permeabilidad inicial (B=20, gauss)	Permeabilidad máxima	Densidad de saturación de flujo (B, gauss)
		Fe	Ni	Co	Mo	Otros
Acero laminado en frío	Lámina	98.5	---	---	---	---	180	2000	21 000
Hierro	Lámina	99.91	---	---	---	---	200	5000	21 500
Hierro purificado	Lámina	99.95	---	---	---	---	5000	18000	21 500
Hierro al 4% silicio - grano orientado	Lámina Lámina	96 97	--- ---	--- ---	--- ---	4 Si 3 Si	500 1500	7000 30 000	19 700 20 000
45 Permalloy	Lámina	54.6	45	---	---	---	2500	25 000	16 000
Permalloy 45	Lámina	54.7	45	---	---	---	4000	50 000	16 000
Hipernik	Lámina	50	50	---	---	---	4500	70 000	16 000
Monimax	Lámina	---	---	---	---	---	2000	35 000	15 000
Sinimax	Lámina	---	---	---	---	---	3000	35 000	11 000
Permalloy 78	Lámina	21.2	78.5	---	---	0.3 Mn	8000	100 000	10 700
Permalloy 4-79	Lámina	16.7	79	---	4	0.3 Mn	20 000	100 000	8700
Mu metal	Lámina	18	75	---	2	5 Cu	20 000	100 000	6500
Supermalloy	Lámina	15.7	79	---	4.3	---	100 000	800 000	8000
Permendur	Lámina	50.0	50.0	---	---	---	800	5000	24 500
Permendur 2V	Lámina	49	---	---	49	2 V	800	4500	24 000
Hiperco	Lámina	64	---	---	---	---	650	10 000	24 200
Permalloy 2-81	Polvo aislado	17	---	---	---	---	125	130	8000
Hierro Carbonyl	Polvo aislado	99.9	---	---	---	---	55	132	---
Ferroxcube III	Polvo sinterizado	---	---	---	---	---	1000	1500	2500

Véase también

• Susceptibilidad magnética

Referencias

1. «Lista de materiales ferromagnéticos». 

•   Datos: Q28352
•   Multimedia: Category:Magnetic permeability