El hierro es un metal blando que se utiliza para fabricar herramientas, puentes, utensilios de cocina y aleaciones con otros metales. En este artículo, discutiremos el comportamiento magnético de de hierro.
El hierro es magnético en su forma pura debido a la disponibilidad de cuatro electrones desapareados, y los cuatro electrones están alineados en la misma dirección y espín. Es materia ferromagnética y más densa. El hierro encontrado es hematita y rocas de magnetita. El hierro en bruto atrae fácilmente el imán.
La dureza del hierro se incrementa añadiendo una pequeña proporción de elementos de carbono. Además, diferentes metales están aleados con hierro; así, podemos encontrar las respuestas magnéticas variables de diferentes componentes de hierro. Discutiremos las diversas propiedades magnéticas del hierro y la magnético comportamiento de varios hierros.
¿Todo el hierro es magnético?
Según la aleación de hierro y las condiciones de temperatura, las características magnéticas del hierro pueden variar. Enumeremos a continuación los diferentes tipos de hierro y su comportamiento.
| Tipo de Hierro | Magnético (Sí/No) |
|---|---|
| Hierro forjado | Sí |
| Hierro fundido blanco | Sí |
| Hierro fundido gris | Sí |
| Hierro fundido maleable | Sí |
| Hierro fundido nodular | Sí |
| Arrabio/hierro bruto | No |
No todos los hierros son magnéticos porque el comportamiento magnético del hierro varía con la temperatura y la cantidad de metales de aleación. Es ferromagnético por debajo de los 770 grados centígrados y por encima de esta temperatura es paramagnético. Si los metales diamagnéticos están aleados con hierro, esto afecta el comportamiento ferromagnético del hierro.
Permeabilidad magnética de hierro
La magnética permeabilidad de hierro determina la penetración total de las líneas de campo magnético a través de su materia. Hablemos de la permeabilidad magnética del hierro en detalle.
Se encuentra que la permeabilidad magnética del hierro puro es 6.3 × 10-3, y su permeabilidad relativa es 5000; por lo tanto, tiene un buen campo magnético. La permeabilidad magnética de cada material de hierro se calcula como la relación entre la intensidad del campo magnético desarrollado dentro del material y el campo magnetizante.
Susceptibilidad magnética de hierro
La magnética susceptibilidad de hierro depende directamente de la intensidad del campo magnético. Discutamos la susceptibilidad magnética del hierro en detalle.
La susceptibilidad magnética del hierro oscila entre 0.62 y 1.15 × 10-3 m3/kg. La materia de hierro diferente tiene un valor de susceptibilidad magnética diferente y se mide como la relación entre la magnetización y la intensidad del campo magnético. Determina el grado de magnetización del hierro en el campo magnético externo.
Campo magnético de hierro
El campo magnético de hierro es una cantidad vectorial que describe la fuerza y la alineación del dipolo en la materia de hierro. Reflexionemos sobre el campo magnético producido por el hierro.
El campo magnético del hierro recocido es de 1 T cuando el campo magnético externo de 0.2 × 10-3 T se aplica a la materia. Se genera debido a la alineación de dipolos magnéticos paralelos entre sí. El campo magnético producido por el hierro es mucho más fuerte que el producido por enrollar bobinas alrededor de la materia.
¿Cómo genera el hierro un campo magnético?
La materia produce el campo magnético principalmente debido al electrón desapareado. Iluminemos ahora el hecho detrás de la generación de un campo magnético debido a los electrones desapareados.
El hierro genera un campo magnético debido a que el dipolo magnético está alineado en una dirección única y cada dipolo está alineado en paralelo. El electrón desapareado gira y los alinea en la dirección del campo magnético. El momento magnético intrínseco ayuda a generar el campo magnético.
Momento magnético de hierro
El momento magnético es un par experimentado por la partícula. Analicemos el momento magnético del hierro y su responsabilidad en la generación del campo magnético en la materia de hierro.
El momento magnético del hierro puro es 2.22 BM. Es un par que se siente en los electrones no apareados del hierro debido a la intensidad del flujo magnético que incide sobre el electrón que puede moverse libremente. La fuerza magnética tiende a girar los electrones desapareados y los alinea en la dirección del campo externo.
¿Cómo calcular el momento magnético del hierro?
El momento magnético total del hierro depende del número total de electrones desapareados disponibles. Aprendamos a calcular el momento magnético del hierro.
El momento magnético del hierro se calcula usando la fórmula m =-gJ mB sqrt(J(J+1)), donde m es el momento magnético, gJ es el factor g, J es el número cuántico que es la combinación de los números cuánticos orbitales y de espín, y mB es el magnetón de Bohr igual a 9.3 × 10-24 J/T y medido en mB.
Propiedades magnéticas del hierro
Las diversas propiedades magnéticas del hierro hacen que produzca el campo magnético más fuerte. Enumeremos algunas propiedades magnéticas del hierro.
- Fe es ferromagnético por debajo del punto de Curie y paramagnético por encima de esta temperatura.
- Fe es maleable y dúctil, fundiéndose a 1538-28000 C.
- Fe tiene dipolos magnéticos permanentes y conserva su propiedad magnética en todo momento.
- La intensidad de magnetización del Fe es muy grande y positiva.
¿El hierro dulce es magnético?
El hierro dulce tiene carbono insignificante y es muy suave. Se utiliza para fabricar núcleos de solenoides y aparatos electrónicos. Discutamos si un hierro dulce es magnético o no.
El hierro dulce es magnético en presencia del campo magnético externo y se desmagnetiza rápidamente tan pronto como se elimina el campo magnético. Los dominios magnéticos son fáciles de mover en el hierro dulce; por lo tanto, no retiene el magnetismo. El hierro dulce tiene baja remanencia y coercitividad.
¿El hierro del pantano es magnético?
El hierro del pantano es un óxido de hierro impuro que se encuentra en áreas pantanosas. Contiene oxihidróxidos de hierro y goethita. Veamos si un hierro de pantano es magnético o no.
El hierro del pantano es débilmente magnético debido a la concentración de hierro oxidado. Se compone principalmente de goethita, que tiene una pequeña concentración de hierro. El hierro se extrae del mineral del pantano mediante un proceso llamado fundición. Se forma cerca del agua subterránea que consiste en hierro con oxígeno disuelto que tiene un ph bajo.
¿El hierro fundido es magnético?
La forma fundida de hierro se obtiene a una temperatura de 1538 grados centígrados, convirtiendo el hierro sólido en fundido. Discutamos si el hierro fundido es magnético o no.
El hierro fundido no es magnético porque, en la forma de hierro fundido, los electrones desapareados no se alinean en la dirección del campo magnético y no responden al campo magnético. La energía térmica no permite que el dipolo magnético se oriente paralelo a la dirección del campo.
¿El hierro dúctil es magnético?
El hierro dúctil es una forma de hierro fundido con alta tensión y es rico en grafito. Hablemos del comportamiento magnético del hierro dúctil.
La fundición dúctil es magnética debido a la presencia de partículas de grafito microestructurado. Además, estas partículas de grafito son esféricas, lo que permite una alta permeabilidad magnética a través de la fundición dúctil y mejora su magnetización.
¿El hierro forjado es magnético?
El hierro forjado es una mezcla de hierro con escoria fibrosa con la adición de un contenido de carbono del 0.08%. Veamos si el hierro forjado es magnético o no.
El hierro forjado es magnético debido a la concentración de hierro y al menor número de moléculas de carbono en la materia. Es suave y maleable, tiene buena elasticidad y resistencia a la tracción; por lo tanto, es bueno para soldar y tiene una excelente resistencia a la corrosión.
¿El hierro fundido es magnético?
El hierro fundido es una aleación con más de un 2% de mezcla de carbono y se produce en un horno de cúpula. Discutamos si el hierro fundido es magnético o no.
El hierro fundido es magnético debido a la presencia de hierro ferromagnético. Las propiedades magnéticas del hierro fundido no cambian después de calentarse en el horno a alta temperatura. Tiene un bajo coeficiente de expansión térmica y buena permeabilidad magnética, lo que permite el flujo magnético a través de la materia de hierro fundido.
¿Es el hierro dulce más magnético que el acero?
El acero es una aleación de hierro con la adición de carbono para mejorar su dureza y resistencia. Analicemos si el hierro dulce es más magnético que el acero.
El hierro dulce es más magnético que el acero porque el hierro dulce tiene una mayor capacidad de retención que el acero. El acero resiste el flujo magnético que lo atraviesa y tiene una alta coercitividad para reducir la intensidad del campo magnético aplicado y desmagnetizarse, mientras que el hierro dulce tiene una alta magnetización en el campo magnético.
¿El hierro es magnéticamente duro o blando?
La campo magnético producido por el hierro depende de la intensidad del campo y la magnetización. Expliquemos si el hierro es magnéticamente duro o blando.
El hierro es magnéticamente blando porque puede magnetizarse fácilmente en un campo magnético y desmagnetizarse al restringir el campo magnético aplicado a la materia de hierro. El hierro también se desmagnetiza incluso por el flujo de corriente directa hacia él.
¿Por qué se utiliza el hierro dulce como protector magnético?
La barra o placa de hierro dulce se coloca a través de los polos de los imanes. Entendamos la razón detrás de esto.
El hierro dulce se utiliza como guardián magnético para preservar la fuerza del imán porque es ferromagnético y atrae fácilmente el imán. El uso de un retenedor magnético de hierro dulce completa el circuito magnético conservando las propiedades magnéticas de un imán. Si se deja libremente, perderá su magnetismo.
Conclusión
Podemos concluir de este artículo que el hierro es magnético y muestra características ferromagnéticas. Su comportamiento magnético se debe al electrón desapareado que se alinea paralelo a la dirección del campo magnético. El magnetismo del hierro depende de la temperatura y del metal aleado con él.
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Hola, soy Akshita Mapari. He hecho M.Sc. en física. He trabajado en proyectos como Modelado numérico de vientos y olas durante un ciclón, Física de juguetes y máquinas de emoción mecanizadas en parque de atracciones basados en la Mecánica Clásica. He seguido un curso sobre Arduino y he realizado algunos mini proyectos en Arduino UNO. Siempre me gusta explorar nuevas zonas en el campo de la ciencia. Personalmente creo que aprender es más entusiasta cuando se aprende con creatividad. Aparte de esto, me gusta leer, viajar, rasguear la guitarra, identificar rocas y estratos, fotografiar y jugar al ajedrez.