Estudio De Materiales Magnéticos (Ferritas) Como Sistemas Causales. Cálculo De Pérdidas Magnéticas.

Abstract

La permeabilidad magnética y las pérdidas magnéticas de una ferrita son factores importantes
para diseñar dispositivos como inductores, transformadores, y materiales absorbentes de microondas
entre otros. Por esta razón es conveniente estudiar la permeabilidad magnética de una ferrita en función
de la frecuencia. Las ferritas pueden considerarse materiales homogéneos, isótropos y lineales a los
que se les aplica una excitación que corresponde a un campo magnético armónico H, y dicho sistema
responde con una densidad de flujo magnético armónico B. La respuesta en frecuencia del sistema lineal
sería la permeabilidad magnética: B=μ(!) H.
Los materiales magnéticos en campos sinusoidales, tienen en la práctica, pérdidas magnéticas, esto
se puede expresar considerando a μ como una magnitud compleja : μ(!)=μ′(!)+j μ”(!) , siendo μ” el
factor de pérdidas.
De acuerdo con el principio de causalidad, la parte real y la parte imaginaria de la permeabilidad
magnética compleja deben estar relacionadas entre sí a través de las relaciones de Kramers - Kronig.
En este trabajo se ha analizado un modelo de permeabilidad magnética en el que se pone en evidencia
la contribución a la permeabilidad de dos aspectos físicos: El movimiento de la pared de los dominios
magnéticos y el spin del electrón. Este análisis permite ubicar los polos del modelo en el plano complejo,
comprobando que los mismos se encuentran en el semiplano inferior (la no existencia de puntos
singulares de la función μ(!) en el semiplano superior complejo es consecuencia directa del principio de
causalidad). Por último se ha obtenido numéricamente la parte imaginaria de la permeabilidad magnética
de las ferritas de MnZn, NiZn, Ni2Y y NiZnCu, aplicando la transformada de Hilbert a la parte real
de la mismas usando los resultados divulgados por distintos autores : T. Tsutaoka, Kawano y J.Y. Shin.
μ”(!) = H(μ′ − μ′max) verificando de este modo las relaciones de Kramers- Kronig.