El magnetismo es el nombre del campo de fuerza generado por los imanes. A través de él, los imanes atraen a ciertos metales desde cierta distancia, lo que los hace acercarse sin ninguna causa aparente. También es el medio por el cual los imanes se afectan entre sí. Todos los imanes tienen dos polos, llamados polos "norte" y "sur". Al igual que los polos magnéticos se atraen entre sí, mientras que a diferencia de los polos magnéticos se empujan unos a otros. Hay muchos tipos diferentes de imanes con una gran variedad de niveles de fuerza. Algunos imanes son apenas lo suficientemente fuertes como para sostener el papel en el refrigerador. Otros son lo suficientemente fuertes como para levantar autos.
Historia del magnetismo
Para entender qué es lo que hace fuertes a los imanes, debes comprender algo de la historia de la ciencia del magnetismo. A principios del siglo XIX, la existencia del magnetismo era bien conocida, al igual que la existencia de la electricidad. En general, se pensó que eran dos fenómenos totalmente separados. Sin embargo, en 1820, el físico Hans Christian Oersted demostró que las corrientes eléctricas generan campos magnéticos. Poco después, en 1855, otro físico, Michael Faraday, demostró que los campos magnéticos cambiantes podrían generar corrientes eléctricas. Así se demostró que la electricidad y el magnetismo son parte del mismo fenómeno.
Átomos y carga eléctrica
Toda la materia está hecha de átomos, y todos los átomos están hechos de pequeñas cargas eléctricas. En el centro de cada átomo se encuentra el núcleo, un pequeño grupo denso de materia con una carga eléctrica positiva. Alrededor de cada núcleo hay una nube un poco más grande de electrones cargados negativamente, mantenidos en su lugar por la atracción eléctrica del núcleo del átomo.
Campos magnéticos de los átomos
Los electrones están constantemente en movimiento. Están girando y moviéndose alrededor de los átomos de los que forman parte, y algunos electrones incluso se mueven de un átomo a otro. Cada electrón en movimiento es una pequeña corriente eléctrica, porque una corriente eléctrica es solo una carga eléctrica en movimiento. Por lo tanto, como demostró Oersted, cada electrón en cada átomo genera su propio campo magnético pequeño.
Cancelación de campos
En la mayoría de los materiales, estos pequeños campos magnéticos apuntan en diferentes direcciones y por lo tanto se cancelan mutuamente fuera, de acuerdo con Kristen Coyne del National High High Magnetic Field Laboratory. Los polos norte están casi al lado de los polos sur y el campo magnético neto de todo el objeto está cerca de cero.
Magnetización
Cuando algunos materiales están expuestos a un campo magnético externo, esta imagen cambia El campo magnético externo fuerza a todos esos pequeños campos magnéticos a alinearse. Su polo norte empuja todos los pequeños polos norte en la misma dirección: lejos de él. Tira de todos los pequeños polos magnéticos hacia el sur. Esto hace que los pequeños campos magnéticos dentro del material agreguen sus efectos juntos. El resultado es un fuerte campo magnético neto en el objeto como un todo.
Dos factores
Cuanto más poderoso es el campo magnético externo que se aplica, mayor es la magnetización que resulta. Este es el primero de los factores que determina qué tan fuerte se vuelve un imán. El segundo es el tipo de material del que está hecho el imán. Diferentes materiales producen imanes de diferentes resistencias. Aquellos con una alta permeabilidad magnética (que es una medida de cuán sensibles son a los campos magnéticos) hacen los imanes más fuertes. Por esta razón, el hierro puro se utiliza para fabricar algunos de los imanes más potentes.
