Si bien la mayoría ve los imanes como un artículo novedoso, no se puede negar lo complejas que son estas piezas de metal. Para empezar, el magnetismo es una fuerza invisible, por lo que parecen funcionar a través de la magia y, además, suelen ser muy simples a primera vista. Después de todo, un imán es solo una pieza de metal a simple vista.
Y, sin embargo, cada imán es completamente diferente en lo que respecta a su eficacia. Hay pequeños imanes que parecen casi imposibles de separar unos de otros. Al igual que también hay imanes grandes que apenas parecen funcionar. Además de eso, no es como si la fuerza de un imán fuera constante.
Cualquiera que haya tenido un imán de barra puede darse cuenta de que los polos son increíblemente fuertes, pero los lados apenas tienen efecto. Entonces, para comprender dónde es más fuerte un imán, hoy veremos cómo se relaciona el magnetismo con el tamaño y la forma de un imán.
¿Dónde es un imán el más fuerte y el más débil?
En términos generales, un imán es más fuerte en cualquiera de sus dos polos, sin embargo, definir los polos de un imán puede ser complicado dependiendo de su forma.
Usando un imán regular en forma de barra como ejemplo, es bastante fácil decir que sus puntas son los puntos más fuertes, lo que significa que estos son los dos polos.
Los polos son básicamente lo que pensamos como las cargas positivas y negativas de un imán, lo que significa que si tienes dudas sobre dónde están, simplemente puedes agarrar otro imán e identificar los dos puntos donde se atraen o repelen entre sí.
La razón por la que los imanes son más fuertes en cualquiera de los polos se debe al hecho de que esta es el área desde donde comienzan a extenderse sus campos magnéticos. Pronto aprenderemos más sobre los campos magnéticos, pero por ahora, puede pensar en ellos como el rango de eficacia de cada imán. Entonces, lógicamente, estarán en su punto más fuerte cerca de su punto de origen.
Siguiendo la misma lógica, un imán está en su punto más débil cerca de la mitad de sus dos polos. Entonces, en un imán de barra, el centro sería el más débil, un imán de herradura comenzaría a fallar en la parte superior de su curvatura y un imán de disco sería más débil en sus bordes.
Cuanto más cerca estén ambos polos, más difícil será encontrar los puntos débiles y más fuertes en un imán, pero todo se reduce a la distancia desde los polos.
¿Qué es el campo magnético?
Para comprender completamente cómo funcionan los imanes, así como por qué los polos son tan importantes para su fuerza, debemos discutir el concepto de campo magnético. Como todos sabemos, el magnetismo es en última instancia invisible a simple vista, hasta donde nuestros sentidos pueden decir, nada está atrayendo una pieza de metal hacia un imán. Pero, lógicamente, este no es el caso, y todo se reduce a sus campos magnéticos.
El magnetismo se deriva de la orientación y carga únicas de los electrones dentro de una pieza de metal. Entonces, en general, se puede decir que los imanes operan y funcionan a nivel atómico. Estas partículas generan una serie de fuerzas o vectores que llamamos campo magnético.
Entonces, de cada polo de un imán, hay innumerables fuerzas invisibles que nacen de estas cargas que interactúan constantemente con su entorno. Estas fuerzas invisibles se pueden ver a medida que tira o empuja un imán, y son la razón por la que los imanes pueden afectar a los metales en primer lugar.
Dado que los imanes son más fuertes en sus polos, esto significa que su campo magnético, en general, comienza en estos polos. Y dado que la fuerza de estos campos disminuye a un ritmo acelerado cuanto más se aleja de los campos, esto también explica por qué la mitad de un imán tiende a ser su punto más débil.
¿A qué distancia comienza a debilitarse la fuerza de los polos?
A estas alturas entendemos que los polos de un imán son el punto más fuerte de un imán ya que aquí es donde se origina un campo magnético, pero ¿qué tan notable es la diferencia en comparación con el resto del imán? La mayoría de los imanes domésticos son, después de todo, bastante pequeños, por lo que el punto «medio» está casi al lado de los polos de todos modos. ¿Un imán todavía tendría puntos más débiles en este caso? ¿Cómo podemos calcular la fuerza real de un campo magnético en relación con su distancia?
Si bien, en teoría, los campos magnéticos nunca se salen de rango, tienen una debilidad importante. Y es que su fuerza disminuye a un ritmo increíblemente acelerado. Entonces, no importa cuán vasto sea el campo magnético, cualquier distancia de los polos lo debilitará.
Para calcular la fuerza de un imán relacionada con la distancia desde los polos, todo lo que necesita hacer es calcular el cubo de la distancia como este Fuerza efectiva = 1 / Distancia al cubo.
Digamos que a 1 cm de distancia de los polos, su imán todavía puede recoger monedas. A 2 cm de distancia, la potencia será solo 1/8 de eso, lo que significa que probablemente no podrá recoger la moneda por completo. Ahora bien, si bien esto no proporciona un valor numérico de la fuerza de un imán, ilustra qué tan rápido cae la fuerza de un campo magnético.
Entonces, no importa cuán pequeño sea su imán, su punto medio será solo una fracción de su potencia original. Puede asumir que el punto más débil de su imán doméstico regular equivaldrá aproximadamente a 1/27 de la fuerza de sus polos, lo que en la mayoría de los casos hará que su atracción sea completamente insignificante.
Formas de imán comunes y sus puntos más fuertes
Dado que los imanes solo necesitan ser del material adecuado para poder sostener una carga electromagnética, vienen en innumerables formas y formas. De hecho, es probable que pueda hacer un imán en cualquier forma siempre que esté dispuesto a sacrificar la potencia de los polos y, por lo tanto, su eficiencia.
Sin embargo, hoy nos centraremos en las formas comunes que tienen un uso generalizado. Si bien la forma por sí sola no determina el poder general de un imán, sí juega un papel en cómo funcionan y dónde se encuentran sus polos, por lo que comprender cada forma puede ayudarlo a encontrar sus polos.
El ejemplo más común que hemos usado hoy son los imanes de barra, que suelen tener forma de rectángulo. Debido a esta barra de forma, los imanes tienden a tener polos pequeños que generalmente dan como resultado un campo magnético más débil.
Los imanes de disco son muy similares a los imanes de barra plana, pero dado que sus polos están a cada lado del disco, son bastante anchos. En última instancia, esto significa que tienden a ser bastante fuertes para su tamaño y, dado que su ventaja suele ser insignificante, su punto más débil no es tan notorio.
Es posible que los imanes de esfera no parezcan tener polos únicos, pero aún así lo tienen. Hay puntos imperceptibles en cada extremo de la esfera que actúan como polos del imán, aunque es probable que necesite otro imán para poder identificarlos. Debido a su forma, los imanes de esfera no son particularmente fuertes y se utilizan principalmente por sus valores de entretenimiento.
Los imanes de herradura tienen una de las formas más interesantes del mercado. Sus polos están ubicados en cada punta de su forma de «U», lo que significa que ambos polos apuntan en la misma dirección. Esto significa que su atracción magnética se mejora, de manera similar, su carga es casi nula hacia el otro extremo.
Otras formas y tamaños de imanes
¿Qué forma de imanes es la más fuerte?
La fuerza de un imán depende en gran medida de su material y edad, sin embargo, la forma aún juega un papel importante en lo que respecta a su eficiencia diaria. Como vimos anteriormente, los imanes de herradura son la única forma en el mercado que hace que sus dos polos apunten en la misma dirección, y esto significa que a la hora de atraer metales ofrecen casi el doble de fuerza que otros imanes.
Conclusión
La fuerza de un imán está ligada a innumerables factores como el material, la edad, la forma y la orientación interna. Sin embargo, independientemente de estos factores, siempre estarán en su punto más fuerte en sus polos magnéticos. Los polos magnéticos son donde se pueden encontrar las cargas «positivas» y «negativas» de un imán, y la fuerza invisible de su campo magnético comienza a extenderse desde esos polos.
Esto significa que si desea encontrar la ubicación donde un imán es más fuerte o más débil, todo lo que necesita hacer es identificar sus polos con la ayuda de otro imán. Los puntos donde un imán es atraído o repelido son los polos, y el área cerca del medio de esos polos será la parte más débil de su imán.
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