Repeler un imán permanente débil con un electroimán

Question

Tengo una pregunta sobre la repulsión magnética. Supongamos que tengo un imán permanente (magnetizado axialmente) colocado encima del núcleo de hierro de un electroimán. Quiero encender el electroimán para que repela al imán permanente. (Por favor, asuma que el imán permanente está contenido en algún tipo de tubo que permite el movimiento hacia arriba y hacia abajo, pero impide que gire alrededor. Supongamos también que el electroimán siempre produce un campo lo suficientemente fuerte como para repeler al imán permanente, sea cual sea).

Si el campo magnético del imán permanente es muy débil, ¿tendrá problemas el electroimán para repelerlo?

Sé que si el electroimán atrajera al imán permanente, lo único que importaría sería la fuerza del electroimán. ¿Y si repeliera al imán permanente? Suponiendo que el electroimán sea siempre lo suficientemente fuerte, ¿juega algún papel el campo magnético del imán permanente? ¿Existe la posibilidad de que un imán extremadamente débil actúe simplemente como un trozo de metal ferroso y no sea repelido en absoluto por el electroimán?

Answer 1

Llévalo al límite para examinar el problema. Imagina que tu débil imán permanente es realmente increíblemente débil, más débil que el campo terrestre, mientras que su masa es de kg. Cuando se enciende el electroimán, ¿es suficiente la repulsión de ese minúsculo campo para superar la atracción de unos cuantos kg de material ferromagnético "de repuesto" hacia el electroimán? Bueno, según los experimentos que hice cuando era niño, un imán muy potente "vencerá" a uno mucho más débil, independientemente de su orientación.

Answer 2

El concepto crítico aquí es la saturación magnética de su material ferromagnético.

En el caso ideal, si su imán PM débil está saturado (completamente magnetizado), entonces el electroimán sólo puede repelerse, no atraerse. Por supuesto, esto sólo ocurriría si hubiera diseñado un material de ferromagneto que da el valor deseado de campo débil cuando está completamente magnetizado.

Por otro lado, si magnetizas débilmente un trozo de acero, el material estará muy lejos de la saturación. En ese caso, su electroimán puede atraer al propio acero con más fuerza de la que repele al polo semejante del imán permanente.

Experimento mental: Haz un anillo magnético PM colocando juntos dos imanes de herradura de acero. En el caso ideal, la permeabilidad caerá a cero y el anillo totalmente saturado actuará como un espacio vacío. Está hecho de acero, pero no será atraído por imanes externos. Para los materiales del mundo real, la curva BH no es un cuadrado perfecto, por lo que un imán exterior atraería a un anillo de este tipo sólo débilmente. Tal vez pueda eliminar esta pequeña atracción enrollando una bobina toroidal alrededor de su anillo magnético y aplicando una gran corriente continua para garantizar que el material esté completamente saturado. (Un truco similar se utiliza en el anillo sensor de una brújula Flux-Gate).