A capacidade de um ímã atrair vários objetos metálicos para si é provavelmente bem conhecida de todos. Sem mencionar o uso de ímãs na medicina e em outras indústrias. Como o ímã funciona e que substâncias atrai além do ferro?
O que é um ímã e como ele é organizado?
Um ímã é um corpo que possui seu próprio campo magnético. Os ímãs vêm de várias formas:
- Permanente - produtos que após uma única magnetização retêm essa propriedade. Os ímãs são divididos em várias subespécies, dependendo da força e de outros parâmetros.
- Temporário - operar segundo o princípio das constantes, mas somente quando elas estiverem localizadas em um forte campo magnético. Por exemplo, produtos do chamado ferro macio (pregos, clipes de papel etc.).
- Solenóides são fios enrolados firmemente ao redor do quadro. Normalmente, esse dispositivo está equipado com um núcleo de ferro. Só funciona se uma corrente elétrica passar através do fio.
Um ímã permanente é o mais comum e comum. Para sua fabricação, as seguintes combinações de materiais são usadas com mais frequência:
- neodímio-ferro-boro;
- Alnico ou liga UNDK (ferro, alumínio, níquel, cobalto);
- samário de cobalto;
- ferrites (compostos de óxidos de ferro e outros metais ferrimagnet).
Qualquer ímã tem um pólo sul e norte. Os mesmos pólos se repelem e os opostos se atraem.
Fato interessante: os ímãs costumam ser feitos em forma de ferradura. Isso é feito para que os pólos estejam localizados o mais próximo possível um do outro. Assim, é criado um forte campo magnético, capaz de atrair partes maiores do metal.
Por que um ímã atrai apenas certas substâncias?
O princípio de sua operação é baseado na criação de um campo magnético usando elétrons em movimento. Em geral, um elétron é o ímã mais simples. E qualquer partícula carregada em movimento forma um campo magnético. Se houver muitas partículas em movimento e seu movimento ocorrer em torno de um eixo, é obtido um corpo com propriedades magnéticas.
Por que, então, um ímã não atrai todas as substâncias seguidas? A composição do átomo inclui o núcleo, bem como elétrons orbitando em torno dele. Os elétrons têm níveis especiais nos quais giram ou orbitam. Em cada um desses níveis, 2 elétrons estão localizados. E eles giram em direções diferentes.
No entanto, existem substâncias chamadas ferromagnetos. Alguns elétrons não estão emparelhados. Por conseguinte, um certo número deles pode girar na mesma direção. Isso cria um campo magnético em torno de cada átomo da matéria.
Normalmente, os átomos estão em ordem aleatória. Nesse caso, os campos se equilibram. Mas se você direciona os campos magnéticos de todos os átomos em uma direção, obtém um ímã. Vale ressaltar que diferentes metais e outras substâncias podem ser atraídos, mas muito mais fracos que os ferromagnetos.Para sentir a atração, você precisa usar um ímã muito forte.
Os ferromagnetos incluem metais como ferro, cobalto, níquel, gadolínio, térbio, disprósio, hólmio e érbio. Além disso, certas ligas e compostos metálicos são caracterizados por propriedades semelhantes. O número de ferromagnetos de origem não metálica não é tão grande ou pouco estudado. Estes incluem, por exemplo, óxido de cromo.
A suscetibilidade magnética é caracterizada por substâncias (principalmente metais) que possuem uma certa estrutura. Eles são chamados ferromagnetos - são substâncias nas quais os campos magnéticos dos átomos se somam em uma direção. Além do ferro, o cobalto, o níquel, o térbio, o gadolínio, o disprósio, o hólmio e o érbio pertencem aos ferromagnetos. Além disso, um ímã atrai certas ligas e até substâncias não metálicas - por exemplo, óxido de cromo.