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Divulgación de la Ciencia
Noviembre 2014 Boletín: 91
¿Por qué los imanes atraen?
¿Qué es un imán?
Un imán es cualquier objeto que produce un campo
magnético, atrae a ciertos tipos de metales u objetos
ferrosos como piezas de hierro, acero, níquel y
cobalto, no a la mayoría de los metales como cobre,
oro, plata, magnesio, platino y aluminio entre otros.
¿Cuáles
son los tipos de imanes?
Existen cuatro tipos de imanes, ferromagnetos,
ferrimagnetos, paramagnetos y diamagnetos. Los
ferromagnetos que incluyen al hierro y el níquel están
compuestos de átomos con número impar de electrones
que giran alineados, entre estos están los imanes que se
pegan a los refrigeradores. Los ferrimagnetos, también
tienen un número impar de electrones, pero solo una parte
de ellos giran alineados, éstos no son en realidad metales
son entre otros las espinelas, que son minerales y se
utilizan en los imanes para sellar las puertas de los
refrigeradores.
Actualmente los imanes se hacen también de manera
artificial en varias formas y tamaños dependiendo del
uso que tendrán. Los imanes más comunes son el
imán de barra y las agujas para las brújulas, estas
últimas son un pequeño imán que se mueve de forma
libre, horizontalmente sujeta a un pivote.
Los paramagnetos también tienen número impar de electrones, la mayoría de los elementos químicos son
considerados paramagnéticos, esto quiere decir que son magnetizados cuando se encuentran dentro de un
campo magnético. Los materiales diamagéticos se magnetizan también dentro de un campo magnético, pero
generan campos opuestos al que tienen. Los trenes de levitación magnética funcionan bajo este principio.
¿Por qué los imanes atraen?
¿Qué es un campo magnético?
Es el espacio que rodea al imán, en el cuál éste
ejerce su fuerza y es invisible al ojo humano. Se
infiere que se forman por el movimiento de cargas
eléctricas, así que un campo magnético de un imán
de barra se forma como resultado del movimiento de
electrones en el imán. Las limaduras de fierro se
usan para mostrar el área de un campo magnético y
los objetos magnéticos deben de estar dentro del
campo magnético para recibir el efecto.
Los imanes atraen debido a que intercambian fotones, partículas
de las que está hecha la luz. Pero a diferencia de los fotones que
podemos ver de una fuente de luz o lo que nos permite ver los
objetos que nos rodean, no pueden ser detectados por el ojo
humano, pero si pueden intercambiar movimiento o momentum,
esta es la causa por la cual atraen o repelen ciertos materiales. Por
ejemplo, al lanzar una pelota se intercambia momentun con ella, es
por eso que quien la lanza siente un ligero jalón hacia atrás. La
persona que recibe la pelota siente el impacto de la misma y un
ligero movimiento hacia atrás, con los fotones el proceso pasa a la
inversa..
Los fotones son los transmisores de fuerza no sólo para los imanes, sino también para los fenómenos
electrostáticos como la electricidad estática, por eso se utiliza el término electromagnetismo, para describir los
efectos producidos por los fenómenos como la luz que es una onda electromagnética.
¿Qué tan potentes son los imanes?
¿Por qué las brújulas siempre marcan al norte y al
sur?
Los imanes más potentes se encuentran en el Laboratorio Nacional de Los Álamos en Nuevo México y en la
Universidad Estatal de Florida, ambos en Estados Unidos. Estos imanes tienen una fuerza, el primero de 100
y el segundo de 45 teslas. Un automóvil se puede levantar con un imán de 2 teslas. Se utilizan para generar
campos magnéticos en diversos experimentos.
Se supone que el centro del planeta Tierra es una
aleación líquida de hierro y níquel, así que el planeta
es un inmenso electroimán, dándole su propio campo
magnético que es responsable de la desviación de
las partículas cargadas del viento solar. Las brújulas
utilizan el campo magnético de la Tierra para
alinearse a los puntos cardinales.
¿Imanes en la medicina?
No hay evidencia científica que indique que los imanes ayudan a
aliviar el dolor, aun cuando hay hierro en la sangre, sus átomos
que se encuentran muy lejos unos de otros y muy difusos para
que los imanes la afecten. Se puede hacer una prueba acercando
un imán a una gota de sangre, los cuales no se atraen o repelen.
¿Qué es un electroimán?
Los electroimanes se forman cuando una corriente
eléctrica se hace pasar por una bobina. Una bobina o
inductor por su forma en espiras de alambre
enrollados, almacena energía en forma de campo
magnético. Tienen muchos usos como la generación
de electricidad en las presas hidroeléctricas.
Los imanes que se utilizan en las máquinas de Imagen por
Resonancia Magnética (MRI) son más potentes que los que se
utilizan para levantar un automóvil.
Y algo más ...
Los antiguos griegos y chinos notaron que algunos piedras tenías
propiedades diferentes. Estas piedras eran en realidad magnetitas,
una forma de óxido de hierro que se forma cuando el magma de la
Tierra se enfría de manera lenta.Estas piedras, se dieron cuenta,
atraían otros objetos de hierro y además podían magnetizar el
fierro ordinario. Cuando pequeñas piezas de metal se
magnetizaban, se alienaban en forma de hilo o flotaban en el agua
siempre a una misma dirección, ahora se sabe que se alienaban al
campo magnético de la Tierra y estas fueron las primeras
brújulas.
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Claudia Fernández Limón
Fuentes:
Hangzhou Qiao Hua Electronic Technology Co., Ltd. (2014). Recuperado el 25 de noviembre de 2014, de http://spanish.inductancecoil.com/sellself_bonded_enameled_wire_rfid_antenna_coil_for_automatic_winding_machines-9845.html
Jezek, G. (2013). How Magnets Work! Recuperado el 25 de noviembre de 2014, de http://www.howmagnetswork.com/
Museo Virtual de la Ciencia. (2014). Recuperado el 25 de noviembre de 2014, de Consejo Superior de Investigaciones Científicas:
http://museovirtual.csic.es/salas/magnetismo/biografias/magnetita.htm
Los imanes son un componente básico de las
computadoras y reproductores de sonido. Antes de
que salieran al mercado las televisiones de pantalla
plana los monitores tenían los imanes más potentes
de una casa.
Los imanes se pueden en hacer de cualquier materia
que tenga número impar de electrones como
diferentes metales y aleaciones, entre los que se
incluye el neodimio que se utiliza en los discos duros
de las computadoras.
Algunos animales tienen magnetita en sus cuerpos.
Se cree que es la magnetita la que ayuda a las
especies a orientarse durante la migración.
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