Por que os ímãs funcionam melhor quando estão frios?

O aumento da eficiência dos ímãs, sejam eles ímãs supercondutores feitos pelo homem ou peças de ferro, pode ser obtido alterando a temperatura do material ou dispositivo. Compreender a mecânica do fluxo de elétrons e da interação eletromagnética permite que cientistas e engenheiros criem esses ímãs poderosos. Sem a capacidade de melhorar os campos magnéticos reduzindo a temperatura, magnetos benéficos de alta potência, como os usados ​​em aparelhos de ressonância magnética, estariam fora de alcance.

O parâmetro que descreve uma carga móvel é chamado de corrente. Um campo magnético é gerado quando uma corrente se move através de um material. Aumentar a corrente gera um campo magnético mais poderoso. Para a maioria dos materiais, a partícula carregada em movimento é o elétron. No caso de alguns ímãs, como os ímãs permanentes, esses movimentos são muito pequenos e ocorrem dentro dos átomos do material. Nos eletroímãs, o movimento ocorre quando os elétrons viajam através de uma bobina de fio.

Aumentar a carga da partícula ou a velocidade com que ela se move aumenta a corrente. Não se pode fazer muito para aumentar ou diminuir a carga do elétron - seu valor é constante. O que pode ser feito, entretanto, é aumentar a velocidade com que o elétron se desloca, e isso pode ser conseguido diminuindo a resistência.

A resistência, como a palavra indica, impede o fluxo da corrente. Cada material tem seu próprio valor de resistência. Por exemplo, o cobre é usado para fiação elétrica porque tem uma resistência muito baixa, enquanto um bloco de madeira tem uma resistência muito alta e é um mau condutor. A maneira mais fácil de alterar a resistência de um material é alterando sua temperatura.

A resistência depende diretamente da temperatura - quanto menor a temperatura do material, menor a resistência. Este efeito aumenta a corrente e, portanto, a força do campo magnético. Baixar a temperatura dos materiais condutores é a maneira mais fácil e eficaz de fabricar os poderosos ímãs usados ​​atualmente.

Alguns materiais têm temperaturas nas quais a resistência cai quase a zero. Isso torna a corrente quase exatamente proporcional à voltagem e cria campos magnéticos muito fortes. Esses materiais são conhecidos como supercondutores. De acordo com a Physics for Scientist and Engineers, a lista conhecida desses materiais chega aos milhares. Com base neste princípio, o Laboratório de Alto Campo Magnético da Universidade Radboud em Nijmegen, Holanda, opera um ímã que é tão poderoso que objetos normalmente não magnéticos, como um sapo, podem ser levitados em um magnético campo.