El significado de la restricción es el estado de estar constreñido. Cuando un campo magnético se da a un material magnético, experimenta una alteración en la forma o el tamaño o la longitud o la dimensión. Esta propiedad de algunos materiales magnéticos se conoce como magnetostricción. Este cambio de dimensión de los materiales magnéticos durante la magnetización puede continuar hasta que la saturación magnética de la materia se alcanza. El cambio de longitud de una varilla de hierro ferromagnético cuando se magnetiza fue descubierto por primera vez por James Joule en 1842. Este es el efecto Joules. El material ferromagnético y el material ferromagnético exhiben este efecto. La magnetostricción puede ser calculada por el magnetostricción o coeficiente de magnetostricción de Joules. Es la variación fraccional de la longitud a medida que la magnetización aumenta de 0 al valor de saturación. Se denota por . Si la longitud de una varilla ferromagnética es L y después de magnetizarla desde ceros hasta el nivel de saturación el cambio en la longitud es L.
Entonces la relación de L a L es el coeficiente de magnetostricción de Joules (). = L / L. Hay una pérdida de energía debido a la fricción en los núcleos de material magnético.
Este efecto es la razón del sonido de zumbido que escuchamos en transformador.
A continuación, podemos repasar algunos de los efectos utilizados en la magnetostricción. Estos son
- Efecto Joules: Cuando una sustancia ferromagnética se somete a un campo magnético, se altera su forma.
- Efecto Villari: Cuando una sustancia se somete a un esfuerzo mecánico, la susceptibilidad de esa sustancia cambia (efecto magnetoelástico, es decir, inverso a la magnetostricción)
- Efecto Matteucci: Cuando un material magnetoestrictivo se somete a un par, se crea una anisotropía helicoidal de la susceptibilidad de ese material.
- Efecto Wiedemann: Cuando se aplica un campo magnético helicoidal a un material, se produce una torsión de ese material (al revés del efecto Matteucci). Se muestra en la figura siguiente.
La estructura de las sustancias ferromagnéticas está alienada en dominios. Cada dominio es una región de idéntica polarización magnética. Cuando se aplica un campo magnético periférico, las fronteras que unen los dominios se mueven y los dominios giran. Como resultado, habrá un cambio en la dimensión del material. Este efecto es el resultado de la anisotropía magnetocristalina. Así, se induce una tensión en el material.
Esto se debe a que las diferentes direcciones de los cristales están relacionadas con la diferente longitud.
El efecto Matteucci y el efecto Wiedemann están vinculados con magnetostricción. Se explican arriba. El efecto Villari es contrario al efecto de la magnetostricción.
Materiales de magnetostricción
Este efecto se observa principalmente en los materiales magnéticos como el hierro, níquel, cobalto, aleación de hierro y aluminio y algunas otras aleaciones como Terfenol-D, Galfenol, Metgla, etc. Se utilizan principalmente en actuadores y algunos motores.
