Imanes. En el caso del magnetismo, desde tiempos remotos el hombre se dio cuenta de que el mineral magnetita o imán ( óxido de hierro) tenía la propiedad peculiar de atraer el hierro. A esta fuerza de atracción se le debe el nombre de magnetismo, y al dispositivo que ejerce una fuerza magnética se le llamó imán. Los primeros experimentos realizados sobre el magnetismo se refirieron principalmente al comportamiento de los imanes permanentes. No se sabe con exactitud cuándo se utilizó por vez primera un imán para la navegación, pero existen referencias del empleo de un imán con este objetivo en el siglo XII. Propiedades y características de los diferentes tipos de imanes. En 1269 se realizó un importante descubrimiento por Pierre Maricourt, cuando dejó una aguja sobre un imán natural esférico en diversas posiciones y marcó las direcciones que señalaba la aguja. Las líneas rodeaban al imán del mismo modo que las líneas meridianas rodean la tierra, pasando a través de dos puntos en los extremos opuestos a la esfera. Debido a la analogía con las líneas meridianas de la tierra, denominó a estos puntos, polos del imán. En 1600, William Gilbert descubrió la razón que la aguja de una brújula se oriente por sí misma en dirección definida, la Tierra es un imán permanente. Puesto que el polo norte de la aguja de una brújula se ve atraído hacia el polo geográfico norte de la tierra, éste es realmente un polo magnético sur. (ver figura)
Polos geográficos
La tierra actúa como un enorme imán cuyos polos no coinciden con los polos geográficos
Imanes. Los materiales magnéticos son atraídos por un imán; pueden poseer o no la propiedad de la polaridad y pueden o no tener el poder de atraer a otros materiales magnéticos. Estas dos definiciones nos llevan a la conclusión de que todos los imanes son materiales magnéticos, pero no todos los materiales magnéticos son imanes. Imanes Naturales. Hace siglos se descubrió que ciertas piedras existentes en la tierra, tenían dos propiedades particulares: una era que poseían el poder de atraer y retener a otros trozos de piedras similares o hierro; la otra era que, cuando se suspendía de una cuerda un trozo alargado de esta piedra, siempre se paraba con un extremo apuntando al norte. Los chinos fueron los primeros en descubrir y usar esta piedra para determinar direcciones. Estas piedras también se denominan imanes naturales porque poseen poder magnético cuando se extraen de la tierra. Los imanes naturales ya no tienen ningún valor práctico, pues ahora es posible fabricar potentes imanes artificiales de formas diferentes para satisfacer requisitos particulares. Imanes Artificiales. La piedra imán poseía la propiedad de recoger trozos de acero, y aunque todos estos podían ser atraídos por la piedra imán, se apreciaba que los diferentes trozos de acero no se atraían entre sí antes de ser tocados por la piedra imán. Si se frota o golpea una barra de acero con una piedra imán, se observará que la barra de acero adquiere las mismas propiedades de la piedra imán y es capaz de atraer hacia sí trozos de acero. Un material magnetizado de esta forma se denomina imán artificial. La imitación que se consigue por este procedimiento es muy pequeña en comparación con la de los imanes modernos; tal como se
hacen, colocando la barra de acero dentro de una bobina por la que pasa corriente eléctrica. Imanes Permanentes. Si se endurece una pieza de acero con tratamiento térmico y se convierte entonces en imán artificial, al situarla en una bobina por la que circula una corriente eléctrica, se apreciará que el acero endurecido permanece imantado durante un largo período después de haber retirado la fuerza magnetizante. Este tipo de imán artificial se denomina imán permanente. Imanes Temporales. Si una pieza de hierro, acero suave o níquel se convierte en imán artificial por medio de una bobina por la que pasa una corriente eléctrica, se apreciará que pierden prácticamente todo su magnetismo casi inmediatamente después de ser retirada de la fuerza magnetizante. Este tipo de imán artificial se denomina imán temporal. Los imanes temporales se emplean generalmente en donde el imán tiene una bobina que le rodea por la que pasa una corriente eléctrica. Ejemplos de éstos son: los generadores, motores, transformadores, timbres eléctricos, zumbadores telegráficos, micrófonos, cápsulas fonográficas y las bobinas deflectoras y de enfoque que se usan en los tubos de pantalla de los aparatos de televisión. Los imanes permanentes se emplean en brújulas, auriculares, altavoces, aparatos de medición, tacómetros eléctricos, etc. Tipos de imanes: 1. Imanes de barra. Los imanes se utilizan para muchos fines y se encuentran, por lo tanto, en una gran variedad de formas y tipos. La barra imantada que se muestra en la siguiente figura, se emplea normalmente en los laboratorios de las escuelas, ya que permiten demostrar satisfactoriamente las leyes del magnetismo y el camino de las líneas magnéticas.
N S
Imán de barra
2. Imanes de Herradura. Los imanes de uso comercial son generalmente de forma de herradura o de alguna variante de ésta forma, porque son más potentes que una barra imantada del mismo tamaño y peso. Esto es cierto, porque al estar ambos polos muy próximos, se pueden utilizar ambos simultáneamente. Cuando este imán no se usa se debe situar un guardián de acero dulce sobre sus polos, para impedir que el imán pierda su fuerza. (ver la siguiente figura) N Guardián
S
Imán de herradura Imanes laminados. Se puede aumentar la potencia de los imanes construyéndolos de un conjunto de chapas, cuyo espesor total sea equivalente a sus espesores como si fuera de una pieza.(ver la siguiente figura)
S N
Imán laminado Los imanes tienen polos. Cuando una barra imantada recta se introduce dentro de una caja con limaduras de hierro, se observa que trocitos diminutos de éste se adhieren a los extremos de la barra como se muestra en la siguiente figura.
N
S
Campo alrededor de un imán
Estas regiones de atracción se llaman polos magnéticos. Si este mismo imán se suspende de un hilo, como se ve en la figura siguiente, quedará en reposo en una posición cercana a la dirección norte-sur. El extremo dirigido hacia al norte se llama N o polo que apunta al norte y el otro extremo S o polo que apunta al sur.
Polos magnéticos Muchos imanes se fabrican con níquel y aluminio, o de hierro con cromo, cobalto, tungsteno o molibdeno.