¿Se desgastan los imanes?

Question

¿Puede un imán desgastarse o perder fuerza?

Si rompes un imán se debilita (aparentemente), pero ¿qué pasa con el uso normal?

O incluso un uso muy pesado, como colocar 2 imanes uno frente al otro, para que se desvíen uno del otro, ¿esa tensión hace que se desgaste más rápido?

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_{(Nota, no busco una respuesta meramente de "sí" o "no"; si la respuesta es "sí", ¿qué hará que se gaste más rápido o más lento? Si no, ¿por qué?)}

Answer 1

Sí, un imán, con el paso del tiempo, perderá parte de su fuerza. Hay dos razones principales:

1. Energía térmica : provoca la desorientación de los momentos magnéticos atómicos.
2. Si tienes una barra magnética libre en el espacio es fácil ver (usando Ley de Ampère ) que hay en su interior un campo magnético $H$ opuesta a la magnetización del imán. Para evitar este fenómeno hay que anclarlo (es decir, "unir el polo norte con el sur") con un ferromagneto.

Estos dos fenómenos harán que los momentos magnéticos atómicos se desorienten y, al hacerlo, la fuerza magnética del imán disminuirá.

La desmagnetización se produce incluso si se aplica un campo magnético suficientemente fuerte y opuesto al generado por el imán.

EDITAR : La prueba de la existencia de un campo $H$ en el interior del imán se informa ahora: tomemos un imán de barra como el que se muestra en la figura

La ley de Ampère nos dice que $$\int_\gamma H ds =0\; .$$ Ahora vamos a llamar a $\gamma_1$ el trozo de curva dentro del imán y $\gamma_2$ la pieza exterior con la longitud respectivamente $L_1$ y $L_2$ . La ley de Ampère se convierte en $$\int_{\gamma_1}Hds +\int_{\gamma_2} Hds =0\; .$$ Que sea $H_1$ la media $H$ campo dentro del imán y $H_2$ la de fuera. La integral se convierte en $$H_1L_1+H_2L_2=0$$ A partir de aquí tenemos $$H_1=-\frac{L_2}{L_1}H_2=-\frac{L_2}{L_1}\frac{B}{\mu_0}\;$$ Y aquí tenemos lo que había que demostrar.

Answer 2

Esta es una versión corregida de mi respuesta eliminada.

El material magnético puede ser magnetizado, es decir, todos los pequeños dominios magnéticos (en un ferromagnético por ejemplo) pueden orientarse "permanentemente" mediante un fuerte campo magnético externo. Se tiene entonces un imán permanente que tiene energía potencial almacenada en la orientación, una estructura ordenada . Es similar a la estructura de un cristal, que es estable hasta que los efectos externos suministran energía para destruirla.

Durante la magnetización de un material, se produce lo que se denomina efecto magnetocalórico, lo que demuestra que el proceso de creación de una magnetización es exotérmico.

El aumento del magnetismo externo (+H) hace que los dipolos magnéticos de los átomos se alineen, disminuyendo así la entropía magnética y la capacidad calorífica del material. Dado que la energía total no se pierde (todavía) y, por tanto, la entropía total no se reduce (según las leyes termodinámicas), el resultado neto es que la sustancia se calienta (T + ΔTad).

Este artículo resume cómo se puede desmagnetizar un imán:

Desmagnetizar un imán mediante calentamiento o martilleo

Si se calienta un imán por encima de la temperatura llamada punto Curie, la energía liberará los dipolos magnéticos de su orientación ordenada

El calentamiento y el martilleo pueden ocurrir cuando el imán se utiliza para mover mecánicamente objetos, o en un dínamo, debido a la fricción y a los efectos magnéticos inducidos en los materiales circundantes

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Autodesmagnetización

Con el tiempo, la mayoría de los imanes pierden fuerza de forma natural al reducirse los pedidos de largo alcance. Algunos imanes no duran mucho, mientras que la desmagnetización natural es un proceso extremadamente lento para otros.

Esto se debe a los procesos termodinámicos, ya que a cualquier temperatura en un sólido hay vibraciones y rotaciones que generan radiación de cuerpo negro y pérdida de orientación.

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Aplicar corriente alterna para desmagnetizar un imán

Una forma de hacer un imán es aplicando un campo eléctrico (electroimán), así que tiene sentido que también se pueda utilizar la corriente alterna para eliminar el magnetismo.

Esto invierte el proceso que magnetizó el material.

Máquinas de movimiento perpetuo que utilizan imanes permanentes sólo pueden funcionar hasta que los efectos de la desmagnetización por la fricción, el calentamiento y los campos magnéticos parásitos (si se intenta extraer trabajo) , desmagneticen los imanes permanentes.