Los imanes funcionan con energía atómica. La diferencia entre un imán permanente y un imán temporal se encuentra en sus estructuras atómicas. Los imanes permanentes tienen sus átomos alineados todo el tiempo. Los imanes temporales tienen sus átomos alineados solo bajo la influencia de un fuerte campo magnético externo. El sobrecalentamiento de un imán permanente reordenará su estructura atómica y lo convertirá en un imán temporal.
Fundamentos del imán
Los materiales con propiedades magnéticas poseen campos magnéticos. Un clavo de acero típico no tiene un campo magnético lo suficientemente fuerte como para atraer un clip de papel metálico. Pero la magnetización puede aumentar la fuerza del campo magnético del clavo de acero. Simplemente colocando un fuerte imán permanente junto a una uña de acero hará que la uña tenga un campo magnético más fuerte y actúe como un imán temporal. El clavo recibe el nombre de imán temporal porque una vez que se retira el imán permanente, la uña pierde su fuerza de campo magnético que atrajo al clip.
Imanes permanentes
Los imanes permanentes difieren de los imanes temporales por su capacidad de permanecer magnetizado sin la influencia de un campo magnético externo cercano. Típicamente, los imanes permanentes están hechos de materiales magnéticos "duros", donde "duro" se refiere a la capacidad de un material para magnetizarse y permanecer magnetizado. El acero es un ejemplo de un material magnético duro.
Muchos imanes permanentes se crean al exponer el material magnético a un campo magnético externo muy fuerte. Una vez que se elimina el campo magnético externo, el material magnético tratado se convierte en un imán permanente.
Imanes temporales
A diferencia de los imanes permanentes, los imanes temporales no pueden permanecer magnetizados por sí solos. Los materiales magnéticos blandos como el hierro y el níquel no atraerán los clips de papel después de que se haya eliminado un fuerte campo magnético externo.
Un ejemplo de un imán temporal industrial es un electroimán utilizado para mover chatarra en un patio de salvamento. Una corriente eléctrica que fluye a través de una bobina que rodea una placa de hierro induce un campo magnético que magnetiza la placa. Cuando la corriente fluye, la placa recoge chatarra. Cuando la corriente se detiene, la placa libera la chatarra.
Teoría básica de los imanes atómicos
Los materiales magnéticos poseen electrones giratorios alrededor del núcleo de un átomo que ejercen individualmente un pequeño campo magnético. Esto esencialmente hace que cada átomo sea un pequeño imán dentro de un imán más grande. Estos pequeños imanes se llaman dipolos porque tienen un norte magnético y un polo sur. Los dipolos individuales tienden a agruparse con otros dipolos formando dipolos más grandes llamados dominios. Estos dominios tienen campos magnéticos más fuertes que los dipolos individuales.
Los materiales magnéticos que no están magnetizados tienen sus dominios atómicos dispuestos en direcciones diferentes. Sin embargo, cuando el material magnético se magnetiza, los dominios atómicos se organizan en una orientación común y, por lo tanto, actúan como un dominio grande que tiene un campo magnético aún más fuerte que cualquier dominio individual. Esto es lo que le da a un imán su poder.
La diferencia entre un imán permanente y uno temporal es que una vez que se detiene la magnetización, los dominios atómicos de un imán permanente permanecerán alineados y tendrán un campo magnético fuerte, mientras que un temporal los dominios del imán se reorganizarán de forma no alineada y tendrán un campo magnético débil.
Una forma de arruinar un imán permanente es sobrecalentarlo. El calor excesivo hace que los átomos del imán vibren violentamente e interrumpan la alineación de los dominios atómicos y sus dipolos. Una vez enfriados, los dominios no se alinearán como antes por sí solos y se convertirán estructuralmente en un imán temporal.
