Magnetismo es el nombre del campo de fuerza generado por imanes. A través de él, los imanes atraen ciertos metales desde la distancia, haciéndolos acercarse sin ninguna causa aparente. También es el medio por el cual los imanes se afectan entre sí. Todos los imanes tienen dos polos, llamados polos "norte" y "sur". Los polos magnéticos similares se atraen entre sí, mientras que los polos magnéticos diferentes se alejan entre sí. Hay muchos diferentes tipos de imanes con una gran variedad de niveles de fuerza. Algunos imanes apenas son lo suficientemente fuertes para sostener papel en un refrigerador. Otros son lo suficientemente fuertes como para levantar automóviles.
Historia del magnetismo
Para comprender qué hace que los imanes sean fuertes, debe comprender algo de la historia de la ciencia del magnetismo. A principios del siglo XIX, era bien conocida la existencia del magnetismo, al igual que la existencia de la electricidad. En general, se pensaba en ellos como dos fenómenos completamente separados. Sin embargo, en 1820, el físico Hans Christian Oersted demostró que las corrientes eléctricas generan campos magnéticos. Poco después, en 1855, otro físico, Michael Faraday, demostró que los campos magnéticos cambiantes podían generar corrientes eléctricas. Así se demostró que la electricidad y el magnetismo son parte de un mismo fenómeno.
Átomos y carga eléctrica
Toda la materia está formada por átomos y todos los átomos están formados por pequeñas cargas eléctricas. En el centro de cada átomo se encuentra el núcleo, un pequeño grupo denso de materia con carga eléctrica positiva. Rodeando cada núcleo hay una nube ligeramente más grande de electrones cargados negativamente, mantenidos en su lugar por la atracción eléctrica del núcleo del átomo.
Campos magnéticos de átomos
Los electrones están en constante movimiento. Están girando y moviéndose alrededor de los átomos de los que forman parte, y algunos electrones incluso se mueven de un átomo a otro. Cada electrón en movimiento es una pequeña corriente eléctrica, porque una corriente eléctrica es solo una carga eléctrica en movimiento. Por lo tanto, como mostró Oersted, cada electrón en cada átomo genera su propio campo magnético diminuto.
Cancelación de campos
En la mayoría de los materiales, estos diminutos campos magnéticos apuntan en muchas direcciones diferentes y, por lo tanto, se anulan entre sí, según Kristen Coyne del Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético. Los polos norte están próximos a los polos sur con frecuencia, y el campo magnético neto de todo el objeto es cercano a cero.
Magnetización
Cuando algunos materiales se exponen a un campo magnético externo, esta imagen cambia. El campo magnético externo fuerza a todos esos pequeños campos magnéticos a alinearse. Su polo norte empuja a todos los pequeños polos norte en la misma dirección: lejos de él. Atrae hacia él todos los pequeños polos magnéticos del sur. Esto hace que los diminutos campos magnéticos dentro del material sumen sus efectos. El resultado es un fuerte campo magnético neto en el objeto en su conjunto.
Dos factores
Cuanto más potente sea el campo magnético externo que se aplica, mayor será la magnetización resultante. Este es el primero de los factores que determina qué tan fuerte se vuelve un imán. El segundo es el tipo de material del que está hecho el imán. Los diferentes materiales producen imanes de diferentes fuerzas. Aquellos con una alta permeabilidad magnética (que es una medida de cuán sensibles son a los campos magnéticos) hacen los imanes más fuertes. Por esta razón, se usa hierro puro para fabricar algunos de los imanes más fuertes.