Imanes permanentes: características y resistencia

Publicado el 3 noviembre, 2020 por Rodrigo Ricardo

¿Qué es un imán?

Los imanes están involucrados en nuestra vida cotidiana. Están en los parlantes para que podamos escuchar música, ayudan a almacenar datos en las computadoras, pero principalmente pensamos en ellos como mantener las puertas del refrigerador cerradas y mantener los dibujos de los niños pegados al exterior. Analicemos las características y la fuerza de los imanes.

Un imán permanente es un metal que genera un campo magnético sin electricidad. La magnetita es un mineral que se encuentra en la tierra y se utilizó en las brújulas primitivas. Todos los imanes tienen extremos norte y sur con líneas de campo magnético que salen del extremo norte y giran hacia el extremo sur.


Líneas de campo magnético
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Estas líneas de campo se mueven en tres dimensiones a pesar de que generalmente solo podemos ver dos dimensiones cuando se rocían limaduras de metal sobre el imán.


Campo magnético bidimensional delimitado por limaduras de hierro
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Si cortas un imán por la mitad, terminarías con dos imanes, ambos con polos norte y sur.


No hay imanes de un solo polo
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Spin de electrones

Se teoriza que las propiedades magnéticas surgen de los electrones del imán que giran todos en la misma dirección.


Las flechas representan el espín del electrón
electron_spin

Los imanes permanentes pueden magnetizar temporalmente el hierro. Cuando una pieza de hierro se acerca a un imán permanente, sus electrones se alinean con el campo magnético del imán permanente. La fuerza del hierro magnético inducido no es tan fuerte como la del imán permanente y se debilita rápidamente cuando está fuera del campo del imán permanente.

Fuerza magnética

¿Ha notado alguna vez que esos endebles imanes que sujetan los papeles al refrigerador no pueden contener varios papeles? Los campos magnéticos pueden penetrar a través de objetos, pero el campo se debilita con la distancia. Si dejara caer un imán muy fuerte y un imán débil a una pulgada de distancia del refrigerador, el imán fuerte se movería hacia los lados y se adheriría al refrigerador. El imán débil se encontrará con el suelo. Hay algunos factores que determinan la fuerza de los imanes permanentes.

En primer lugar, no todos los materiales son magnéticos. El aluminio y el acero inoxidable no sentirán ninguna fuerza atractiva para un imán permanente. El material del que están compuestos los imanes es un factor en su fuerza. Los imanes de neodimio-hierro-boro (NIB) se fabrican fundiendo esos tres elementos y luego enfriando el líquido en un fuerte campo magnético.

El tamaño del imán generalmente afecta su fuerza. Cuanto más grande es el imán, más fuerte es. Hay una excepción a esto con el pequeño imán NIB, que son extremadamente fuertes para su pequeño tamaño.


Imanes NIB
PUNTA

La forma del imán también afecta su fuerza en varios lugares del imán. Los extremos de un imán de barra son más fuertes que los lados del imán. La razón de esto es que cuanto más concentrado está el campo magnético, más fuerte es.


Los imanes de herradura son más fuertes en sus puntas como lo ve la congregación más grande de limaduras de hierro allí.
herradura

Tomemos dos imanes idénticos y manipulémoslos en dos formas diferentes. El primer imán se ensanchará en los extremos y el otro tendrá la forma de un cilindro con un extremo puntiagudo. El imán puntiagudo será efectivamente más fuerte en el extremo puntiagudo, aunque ambos todavía mantienen su fuerza magnética neta.

Desmagnetización

Los imanes permanentes no son realmente permanentes en el sentido de que siempre serán magnéticos sin importar lo que les suceda. Las tiras marrones en el reverso de las tarjetas bancarias y de crédito son tiras magnéticas. Si esas tarjetas se exponen a un imán lo suficientemente fuerte, se desmagnetizarán. El empleado tendrá que ingresar manualmente su número de tarjeta de crédito en la máquina en lugar de deslizarlo. Calentar un imán, golpearlo, ponerlo en un campo magnético inverso o simplemente pasar mucho tiempo puede reducir la fuerza de un imán. Los imanes realmente antiguos han absorbido mucho calor durante su vida útil.

Resumen de la lección

Los imanes permanentes son magnéticos porque los electrones de sus átomos están alineados en la misma dirección. Sus líneas de campo magnético salen en tres dimensiones comenzando en el extremo norte y envolviendo el extremo sur.

La fuerza de los imanes depende de:

  1. El material que entra en contacto con el imán. No todos los metales se sienten atraídos por imanes como el aluminio y el acero inoxidable.
  2. El material del que está hecho. Los imanes NIB son más fuertes que los imanes de hierro.
  3. El tamaño del imán. Los imanes más grandes son más fuertes que los imanes más pequeños.
  4. Forma del imán. Los imanes son más fuertes cuando se concentran en formas más pequeñas.

Los imanes permanentes se pueden desmagnetizar si se calientan, golpean o colocan en un campo magnético inverso. Los largos períodos de tiempo también pueden hacer que un imán pierda su fuerza.

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