Un núcleo magnético es una pieza de material magnético con una alta permeabilidad magnética que se utiliza para confinar y guiar campos magnéticos en dispositivos eléctricos, electromecánicos y magnéticos, como electroimanes , transformadores , motores eléctricos , generadores , inductores , cabezales de grabación magnética y conjuntos magnéticos. Está hecho de metal ferromagnético como el hierro o compuestos ferrimagnéticos como las ferritas . La alta permeabilidad, en relación con el aire circundante, hace que lalíneas de campo magnético que se concentran en el material del núcleo. El campo magnético a menudo es creado por una bobina de alambre que transporta corriente alrededor del núcleo.
El uso de un núcleo magnético puede aumentar la fuerza del campo magnético en una bobina electromagnética en un factor de varios cientos de veces lo que sería sin el núcleo. Sin embargo, los núcleos magnéticos tienen efectos secundarios que deben tenerse en cuenta. En los dispositivos de corriente alterna (CA), provocan pérdidas de energía, llamadas pérdidas en el núcleo , debido a la histéresis y las corrientes parásitas en aplicaciones como transformadores e inductores. Los materiales magnéticos "blandos" con baja coercitividad e histéresis, como el acero al silicio o la ferrita , se utilizan generalmente en los núcleos.
Una corriente eléctrica a través de un alambre enrollado en una bobina crea un campo magnético a través del centro de la bobina, debido a la ley del circuito de Ampere . Las bobinas se utilizan ampliamente en componentes electrónicos como electroimanes , inductores , transformadores , motores eléctricos y generadores . Una bobina sin núcleo magnético se llama bobina de "núcleo de aire". Agregar una pieza de material ferromagnético o ferrimagnético en el centro de la bobina puede aumentar el campo magnético cientos o miles de veces; esto se llama un núcleo magnético. El campo del alambre penetra el material del núcleo,magnetizándolo , de modo que el fuerte campo magnético del núcleo se suma al campo creado por el alambre. La cantidad en que el campo magnético aumenta por el núcleo depende de la permeabilidad magnética del material del núcleo. Debido a que los efectos secundarios, como las corrientes de Foucault y la histéresis , pueden causar pérdidas de energía dependientes de la frecuencia, se utilizan diferentes materiales de núcleo para las bobinas que se utilizan a diferentes frecuencias .
En algunos casos, las pérdidas son indeseables y con campos muy fuertes, la saturación puede ser un problema, y se utiliza un 'núcleo de aire'. Todavía se puede usar un primero; una pieza de material, como plástico o un compuesto, que puede no tener una permeabilidad magnética significativa pero que simplemente mantiene las bobinas de los cables en su lugar.
El hierro "blando" ( recocido ) se utiliza en conjuntos magnéticos, electroimanes de corriente continua (CC) y en algunos motores eléctricos; y puede crear un campo concentrado que es hasta 50.000 veces más intenso que un núcleo de aire. [1]
El hierro es deseable para hacer núcleos magnéticos, ya que puede soportar altos niveles de campo magnético sin saturarse (hasta 2,16 teslas a temperatura ambiente. [2] [3] ) El hierro recocido se usa porque, a diferencia del hierro "duro", tiene baja coercitividad y, por lo tanto, no permanece magnetizado cuando se elimina el campo, lo que a menudo es importante en aplicaciones donde se requiere que el campo magnético se cambie repetidamente.