Un imán es un objeto que tiene un campo magnético, es decir, tanto imanes permanentes como electroimanes. Los imanes permanentes no dependen de influencias externas para producir su campo magnético.
Los electroimanes, por otro lado, solo acumulan su campo magnético cuando fluye una corriente eléctrica. Si la corriente aumenta, el campo también aumenta y viceversa: si el flujo de corriente disminuye, el campo magnético también se debilita.
Características de los Imanes
Campos magnéticos
Al igual que con la fuerza eléctrica y la fuerza gravitacional, los objetos que ejercen fuerzas magnéticas entre sí generan un campo a su alrededor.
Un imán de barra, por ejemplo, crea un campo magnético en el espacio que lo rodea, lo que hace que cualquier otro imán o material ferromagnético que entre en ese campo sienta una fuerza como resultado.
Una forma de visualizar el campo magnético es usar limaduras de hierro. Las limaduras de hierro son pequeñas piezas de hierro que, cuando se esparcen alrededor de un imán, se alinearán con las líneas del campo magnético externo, permitiéndole visualizarlas.
Propiedad atractiva
Un imán atrae pequeños trozos de hierro. El campo magnético es más fuerte en los extremos de un imán y, por lo tanto, los extremos del imán son los centros de atracción.
Las líneas de fuerza magnéticas se amontonan en los extremos de una barra magnética. En realidad, los polos no están en los extremos de la longitud geométrica del imán, sino que están ligeramente adentro. Los puntos de un imán donde la atracción parece ser máxima se denominan polos del imán.
Propiedad directiva
Cuando una barra magnética se suspende en el aire de manera que pueda girar libremente alrededor del eje transversal que pasa por su centro, se encuentra que la barra magnética siempre se alinea en dirección norte-sur.
El extremo del imán que apunta hacia el norte geográfico se denomina polo buscador del norte o simplemente polo norte, mientras que el extremo del imán que apunta hacia el sur geográfico se denomina polo buscador del sur o simplemente polo sur.
Ley de los polos magnéticos
- Los polos iguales de los imanes se repelen y los polos opuestos se atraen. Cuando se corta un imán en dos partes se forman dos nuevos imanes. Por lo tanto, es imposible separar los polos de un imán.
- Los polos magnéticos aislados no existen, es decir, los polos magnéticos siempre existen en pares. Por lo tanto, los imanes deben considerarse necesariamente como dipolos.
Campo magnético de la Tierra
La Tierra tiene un campo magnético. Esto permite que las personas usen brújulas para determinar en qué dirección están mirando en relación con los polos. Una brújula magnética consta de un pequeño imán que puede moverse libremente y alinearse con cualquier campo externo.
El extremo rojo de la aguja de la brújula apunta al norte. El campo magnético de la Tierra actúa como una barra magnética gigante. Este imán de barra imaginario está orientado de modo que el extremo norte del imán esté en el polo sur de la Tierra y el extremo sur del imán esté en el polo norte de la Tierra.
El campo magnético de la Tierra crea una región del espacio que rodea al planeta llamada magnetosfera. La magnetosfera se parece esencialmente al campo magnético de una barra magnética muy grande alineada cerca del eje de la Tierra, aunque la magnetosfera puede deformarse cuando interactúa con partículas cargadas.
Tipos de imanes
Barra magnética
Un imán de barra es un cuerpo paralelepípedo rectangular que exhibe propiedades magnéticas.
Aguja magnética
Es un imán que se estrecha hacia ambos extremos y gira en el centro. Se utiliza para comprobar la dirección del campo magnético y para trazar líneas de fuerza magnética de otros imanes.
Imán de herradura
Tiene forma de herradura. Este imán suele ser más potente que un imán de barra. Como ambos polos del imán de herradura se enfrentan, el poder de atracción se duplica.
Los dos polos se pueden hacer más cercanos que cualquier otro tipo, por lo tanto, estos imanes se pueden usar cuando se requiere un campo magnético fuerte en un espacio pequeño. Se utilizan en válvulas electrónicas de radar, motores eléctricos, generadores eléctricos y galvanómetros de bobina móvil.
Imán de disco
Tiene forma de disco. Sus polos están ubicados cada una en sus caras circulares, es decir, si una cara actúa como polo norte, la otra cara actuará como polo sur.
Usos de los imanes
- Su propiedad directiva se utiliza para construir agujas magnéticas y brújulas de marinero.
- Los imanes permanentes se utilizan en dínamos, motores eléctricos, generadores, aceleradores eléctricos, cerraduras de puertas.
- Los electroimanes se utilizan ampliamente en timbres eléctricos, grúas eléctricas, grabadoras y altavoces.
- Los imanes se utilizan para separar partículas de hierro de mezclas sólidas mediante el método de separación magnética.
- Se utiliza en el soporte de alfileres para guardar los alfileres y hace que sea fácil recogerlos cuando sea necesario.
- Se utilizan como cerradura magnética para mantener las contraventanas de puertas y armarios para cerrar herméticamente.