La remanencia, la coercitividad, la coercitividad intrínseca y el producto de energía magnética máxima son los cuatro parámetros más comunes para medir el rendimiento de los materiales magnéticos. Además, en los imanes terminados se observan con frecuencia otros dos parámetros: el magnetismo superficial y el flujo magnético (también llamado flujo magnético).
magnetismo de superficie
El magnetismo superficial se define simplemente como la intensidad de inducción magnética de la superficie, que se define como el flujo magnético que atraviesa una unidad de área, por lo que también se denomina densidad de flujo superficial. La unidad es Gauss Gs o Tesla T. El instrumento de medición es un gaussímetro o un instrumento de prueba con un chip Hall.
El magnetismo superficial se refiere a un punto de medición, o mejor dicho, al valor de una pequeña área de medición. La distribución del campo magnético de un imán es variable, por lo que el magnetismo superficial en diferentes puntos suele ser diferente. Para las áreas de aplicación que requieren el uso de campos magnéticos espaciales, el magnetismo superficial o el valor de la intensidad de inducción magnética de un punto específico suele considerarse un requisito técnico importante.
Diagrama de simulación del campo magnético
El magnetismo superficial está relacionado con la relación de aspecto del imán (la relación entre la altura y el diámetro del imán, donde se asume que la altura o el grosor es la dirección de magnetización del imán). Cuanto mayor sea la relación de aspecto, mayor será el magnetismo superficial; es decir, cuanto mayor sea el área superficial perpendicular a la dirección de magnetización, menor será el magnetismo superficial; cuanto mayor sea el tamaño en la dirección de magnetización, mayor será el magnetismo superficial. Además, los elementos Hall de los gaussímetros de distintos fabricantes difieren, y el magnetismo superficial medido para el mismo imán también varía ligeramente.
Flujo magnético Φ
La definición de la física del flujo magnético es el número de líneas de fuerza magnéticas que atraviesan perpendicularmente un área determinada. Se entiende simplemente como una magnitud física que mide la magnitud magnética total. La unidad es Wb, expresada por Φ, Φ = B × S, donde B representa la intensidad de la inducción magnética y S representa el área del polo magnético; es decir, la magnitud del flujo magnético depende del área del polo magnético y de la intensidad de la inducción magnética.
El instrumento para medir el flujo magnético es un flujómetro. Con la bobina de Helmholtz, no solo se puede medir el flujo magnético, sino también calcular su momento magnético, ya que el valor medido del flujo magnético varía con los parámetros del flujómetro y de la bobina de Helmholtz. El flujo magnético y el momento magnético son más bien como la diferencia entre peso y masa. El peso se ve afectado por la constante gravitacional. El peso de un mismo objeto en la Tierra y Marte es diferente, pero su masa es la misma. Afectado por el número de espiras de la bobina, el flujo magnético de un mismo imán medido por diferentes flujómetros y bobinas puede ser diferente, pero el momento magnético debe ser el mismo.
Cuando el imán está en un estado de circuito abierto, el valor de magnetismo residual real Bdi (también llamado densidad de flujo magnético intrínseco) correspondiente al punto de trabajo se puede calcular convirtiendo el flujo magnético en momento magnético, Bdi = Φ * constante de la bobina / volumen del imán.
El magnetismo remanente, el magnetismo superficial y el flujo magnético son tres conceptos que se confunden con facilidad. Aclarémoslos:
El magnetismo remanente es la propiedad esencial del material. Bajo la premisa de que no se autodesmagnetiza, el magnetismo residual de un imán permanece inalterado. Se determina por la fórmula de la materia prima del producto y el proceso de preparación. La prueba se realiza en un circuito completamente cerrado.
El magnetismo superficial es el valor de la intensidad de inducción magnética en la posición medida (un área pequeña) cuando el imán o componente magnético se encuentra en circuito abierto o semiabierto. El magnetismo superficial es un vector direccional. Los datos magnéticos superficiales en diferentes superficies del imán varían considerablemente. Generalmente, se habla del valor magnético superficial perpendicular a la superficie del polo magnético. El magnetismo superficial de un solo imán es hasta la mitad del magnetismo residual. Cabe destacar que se trata de un "imán único". En algunos componentes magnéticos y matrices de imanes, el magnetismo superficial del imán puede mejorarse mediante un diseño de circuito magnético especial, pudiendo incluso superar el magnetismo residual.
El flujo magnético es la magnitud magnética de todo el imán, medida mediante el método de prueba de bobina. Normalmente, los componentes magnéticos no son adecuados para probar el flujo magnético. El flujo magnético también tiene una dirección predeterminada. Por supuesto, el valor total del flujo magnético también puede medirse utilizando una bobina de Helmholtz tridimensional en una medición real. Se debe prestar especial atención a la dirección de prueba al medir tanto el magnetismo superficial como el flujo magnético.
Conocimientos ampliados: circuito magnético
Un circuito magnético se refiere a un componente con un campo magnético de entrehierro específico, formado mediante la combinación de uno o más imanes permanentes y materiales conductores magnéticos de forma y tamaño determinados. Los materiales conductores magnéticos contribuyen a controlar la dirección del flujo magnético, aumentar la intensidad de la inducción magnética local, prevenir o reducir las fugas y mejorar la resistencia mecánica de todo el componente del circuito magnético.
El estado magnético de un imán único completamente independiente (sin materiales conductores magnéticos ni otros materiales magnéticos permanentes que alteren la dirección del circuito magnético) se suele denominar estado de circuito abierto. El ejemplo más típico es colocar un imán sobre una plataforma sin ninguna atracción magnética, sin materiales conductores magnéticos ni otros imanes a su alrededor. En ese momento, el imán se encuentra en estado de circuito abierto.
Si la trayectoria magnética de un imán está completamente encerrada en un espacio interior y no muestra magnetismo exterior, el imán se encuentra en un estado de circuito cerrado. El ejemplo más típico es un imán que mide la curva de desmagnetización y que prácticamente no muestra magnetismo exterior.
A excepción de los estados de circuito abierto y circuito cerrado, el resto se pueden llamar circuito semiabierto.