Cuando la mayoría de nosotros pensamos en imanes, los que nos vienen a la mente son los pequeños que vemos en juguetes o usamos en refrigeradores. El hecho es que para la mayoría de las personas, los imanes son, ante todo, un elemento de diversión.
El magnetismo es una gran novedad y los imanes comerciales generalmente se venden únicamente por su atractivo. Sin embargo, incluso si solo ha jugado con imanes pequeños, probablemente haya notado que su potencia y alcance varían mucho.
Algunos imanes pueden levantar el metal del suelo sin siquiera tocarlo, mientras que otros apenas mueven su objetivo incluso si están al lado. Esto sucede porque «imán» es una definición muy amplia.
Los imanes pueden estar hechos de muchos materiales únicos, en varios tamaños y con cargas completamente diferentes. Entonces, al final del día, ¿qué tan lejos puede llegar un imán? ¿Cuál es el límite real del magnetismo? ¿Y cuáles son algunos de los imanes más fuertes del mercado en este momento? Sigue leyendo y encontrarás la respuesta a todas esas preguntas.
¿Qué tan lejos puede llegar un imán?
El alcance de un imán es algo que está íntimamente ligado a su volumen y material. Entonces, en términos generales, cuanto más grande es un imán, mayor debe ser su alcance práctico.
Para comprender el alcance de un imán, primero debemos comprender qué es un campo magnético. Un campo magnético generalmente se describe como el vector que un imán u otro objeto magnético se expande en su entorno. O en términos más simples, puede pensar en un campo magnético como todos esos tirones invisibles que hacen que un imán atraiga metales. Esto significa que el alcance de un imán se puede resumir como el rango de su campo magnético.
El campo de un imán puede ser difícil de calcular sin tener en cuenta su tamaño y masa, pero por lo general, su rango efectivo se puede calcular como la distancia al cubo.
Digamos que tiene un imán muy débil, uno que solo puede levantar clips a 1 pulgada de distancia. Si intenta hacer lo mismo a 2 pulgadas, su tirón sería hasta 8 veces más débil y su alcance, en última instancia, sería ineficaz. Entonces, en general, para la mayoría de los imanes domésticos, su rango práctico es aproximadamente su longitud, y cualquier cosa más allá de esto hará que su fuerza disminuya considerablemente.
¿Cuál es el imán más fuerte de todos los tiempos?
Si quieres ser técnico, el imán más fuerte de nuestro planeta es la propia Tierra. Algunas de las capas internas de nuestro planeta están magnetizadas permanentemente y su núcleo también produce un campo magnético propio. La función de la Tierra como imán es la única razón por la que funcionan las brújulas. Las brújulas pueden guiarnos hacia el norte porque son atraídas por el campo magnético natural que produce la Tierra, por lo que siempre nos guían aproximadamente hacia el polo norte.
El campo magnético de la Tierra se extiende aproximadamente a 65.000 kilómetros sobre la superficie del planeta, mucho más allá de la atmósfera real de la Tierra, que se mide a 10.000 kilómetros. Dicho esto, el calor interno del planeta y la naturaleza voluble de los campos magnéticos significa que el rango de la Tierra puede variar según el lugar donde se mida. Y también debemos aclarar que el campo magnético terrestre no juega un papel en la gravedad, son dos fuerzas completamente diferentes.
El imán artificial más fuerte, por otro lado, reside en Tallahassee, Florida. El MagLab DC Magnet puede mantener un campo magnético continuo de 45,5 Teslas, una hazaña que le otorgó un récord mundial. Como referencia, un imán de nevera promedio mide 0,0001 Teslas, por lo que el imán de CC está en una liga completamente diferente.
El hecho más impresionante es que sus creadores en el Laboratorio de Campo Magnético están presionando para que los imanes sigan avanzando. Su objetivo actual es llegar a 50 Teslas, por lo que el imán más fuerte del mundo podría quedar obsoleto en unos pocos años.
¿Hasta dónde puede un imán repeler a otro imán?
Si se trata de imanes domésticos, no espere obtener mucha más distancia que unos pocos pies. Cuando se trata de imanes permanentes, sus fuerzas están generalmente en el rango del esfuerzo humano. O, en resumen, están diseñados para que pueda separarlos fácilmente con sus propias manos. Por lo tanto, su imán promedio simplemente proporcionará un ligero impulso a sus pares. Puede aumentar un poco el rango si repele un imán pequeño con uno más grande, pero aún así no será mucho.
Sin embargo, los electroimanes en una gama industrial son un asunto completamente diferente. Los electroimanes son tan confiables para empujar otros objetos que hicimos un arma con este principio.
Un «Railgun» es un arma que utiliza el electromagnetismo para acelerar un proyectil a velocidades muy por encima de lo que la balística tradicional puede esperar igualar. Entonces, si bien los imanes tradicionales no tienen mucho empuje, un electroimán puede ser tan destructivo como lo permita su capacidad de potencia.
¿Hasta dónde puede atraer un imán?
En teoría, los imanes deberían poder atraerse entre sí independientemente de la distancia, pero esto no funciona en la práctica. Los campos magnéticos técnicamente no tienen un límite en su rango y, como tales, los imanes en teoría pueden atraerse entre sí independientemente de la distancia.
Por supuesto, esto no sucede en nuestro día a día, de lo contrario, tendríamos imanes chocando entre sí en todo el mundo. Si bien un campo magnético puede tener un rango amplio, también vimos que la fuerza de un campo magnético disminuye muy rápidamente, y no es que el magnetismo sea la única fuerza que afecta a los imanes en todo momento.
Si empuja dos imanes lo suficientemente lejos el uno del otro como para que dejen de atraerse, esto no significa que sus propiedades magnéticas disminuyan por completo a esa distancia. simplemente significa que en este rango sus campos magnéticos son mucho más débiles que la gravedad, la fricción y todos los demás factores que mantienen los imanes en su lugar.
La gravedad en general funciona de manera muy similar al magnetismo, pero generalmente es más fuerte que él. Por lo tanto, los imanes tendrán dificultades para superar la gravedad a menos que estén cerca unos de otros.
¿Los imanes tienen un alcance infinito?
Teóricamente sí, se considera que los imanes en circunstancias ideales, las fuerzas electromagnéticas tienen un rango infinito. Pero esto no significa necesariamente que todos los imanes del mundo se estén atrayendo entre sí en este momento.
En física, hay cuatro fuerzas fundamentales que ayudan a explicar la forma en que funciona nuestro universo, y el magnetismo cae lubina la fuerza electromagnética. Lo que pasa con las fuerzas electromagnéticas es que, en última instancia, tienen un rango infinito. A diferencia de otras fuerzas, el electromagnetismo no depende de una partícula básica para transmitir su fuerza. Una manera fácil de ver esto es como si el magnetismo fuera un tren que no necesita rieles para avanzar, lo que significa que teóricamente los tirones magnéticos no se detienen.
Sin embargo, cuando se trata de física teórica, es importante recordar que no se traducen perfectamente a nuestro mundo real. El electromagnetismo, como su nombre lo indica, está ligado a cargas eléctricas, y el universo está lleno de cargas eléctricas por todas partes.
Entonces, de la misma manera que dos imanes pueden repelerse entre sí, un campo magnético puede ser cancelado por otro o por cargas perdidas. Por lo tanto, en la práctica, un campo magnético seguramente encontrará una carga que lo cancelará a su debido tiempo, y el rango real de los imanes está limitado por estas circunstancias.
Por otro lado, si pudieras colocar dos imanes en un entorno perfecto sin ningún tipo de interferencia por su campo magnético, deberían atraerse entre sí independientemente de la distancia. Simplemente sería un proceso muy lento ya que el poder de los campos magnéticos disminuye muy rápidamente.
Conclusión
A pesar de su aparente simplicidad, los imanes son pequeños elementos increíbles y, como acabamos de ver, tratar de determinar qué tan lejos puede llegar un imán requiere una comprensión profunda de la física.
Debido a la forma en que funciona el electromagnetismo, los campos magnéticos pueden extenderse técnicamente a un rango infinito. Sin embargo, hay tres factores principales que impiden que los imanes tengan un alcance ilimitado.
- En primer lugar, la potencia de un campo magnético disminuye a una velocidad realmente rápida, y la fórmula de la distancia al cubo nos muestra que solo se debilita exponencialmente a medida que aumenta la distancia.
- El segundo problema al que se enfrentan los imanes es que el electromagnetismo puede cancelarse, otros campos magnéticos o cargas parásitas pueden cancelar su campo y, como tal, su alcance real es muy limitado en la práctica.
- Y por último, pero no menos importante, la gravedad también es una fuerza de rango infinito y generalmente es más fuerte que el electromagnetismo, por lo que los imanes simplemente no son lo suficientemente fuertes para superar la gravedad la mayor parte del tiempo.
En resumen, el electromagnetismo puede tener un alcance y alcance infinitos, pero los imanes no. Y en el caso de los imanes domésticos, su alcance generalmente se puede considerar como su longitud total. Si quieres conseguir un imán con un alcance mayor que ese, tendrás que adentrarte en el mundo de los electroimanes.
