Os spins e as órbitas dos elétrons transformam qualquer átomo em uma minúscula barra magnética. Para a maioria dos materiais, os momentos magnéticos desses átomos apontam em direções aleatórias e seus campos se cancelam para não produzir magnetismo líquido.
Em contraste, certas substâncias são ferromagnético e seus momentos magnéticos se alinham espontaneamente de forma que seus campos sejam paralelos entre si e se somam. Este alinhamento é limitado a uma pequena região chamada de domínio, com muitos desses domínios constituindo um material ferromagnético.
Embora tenham campos magnéticos fortalecidos, os próprios domínios são orientados aleatoriamente, novamente resultando em nenhum magnetismo geral. Um campo magnético externo, no entanto, pode alinhar os domínios de forma que seus próprios campos magnéticos se reforcem, produzindo um campo de rede em todo o objeto e, portanto, criando um ímã. Este fenômeno, denominado ferromagnetismo, é a base dos ímãs do dia a dia. À temperatura ambiente, apenas quatro elementos são ferromagnéticos e apresentam esse comportamento: ferro, cobalto, níquel e gadolínio.
Usos do magnetismo
Materiais magnéticos macios como o ferro são fáceis de magnetizar, mas os domínios são aleatórios assim que o campo externo desaparece; conseqüentemente, o material perde rapidamente seu magnetismo. Esta propriedade é útil para eletroímãs e dispositivos como cabeças de gravação ou apagamento de fitas, que precisam gerar campos magnéticos temporários ou que mudam rapidamente.
Materiais magnéticos duros como o aço são mais difíceis de magnetizar e também mais difíceis de desmagnetizar; após a retirada do campo externo, podem reter seu magnetismo por muito tempo - às vezes por milhões de anos, característica que auxilia na datação geológica de rochas. Materiais magnéticos rígidos são, portanto, usados para fazer ímãs permanentes.
Esse processo de magnetização tem amplas aplicações práticas, tendo o gravador apenas um exemplo. A fita de gravação consiste em uma tira longa e fina de Mylar revestida com partículas finas de óxido de ferro ou dióxido de cromo. À medida que a fita se move sob a cabeça do disco, um campo magnético alinha os domínios desse revestimento em resposta à música ou ao sinal de dados. Posteriormente, os domínios retêm o campo magnético impresso para reprodução posterior.
Os discos rígidos de computador usam essencialmente o mesmo processo para armazenamento de dados magnéticos em pratos que giram rapidamente.
Magnetismo indesejado
Depois de entrar em contato com ímãs ou mesas de fixação magnética, objetos de aço podem ficar magnetizados involuntariamente. Usinagem, soldagem, retificação e até mesmo vibração também podem magnetizar o aço. Os efeitos indesejados incluem ferramentas que atraem aparas e cavacos de metal, uma superfície áspera após a galvanização e soldas que penetram apenas em um lado.
Da mesma forma, o contato constante com a fita magnética pode transmitir um magnetismo residual ao equipamento de gravação, o que aumenta o ruído e causa uma gravação de som imprecisa.
Para ser reutilizada, uma fita de áudio pode ser restaurada a um estado em branco, passando por toda a extensão dela passando por uma cabeça de apagamento, um processo tedioso e impraticável, especialmente em grande escala. Os discos rígidos de computador descartados podem conter dados proprietários ou confidenciais que não deveriam estar disponíveis para terceiros. Nestes casos, o meio de gravação deve ser desmagnetizado em massa.
Por que usar um desmagnetizador?
O incômodo do magnetismo indesejado levou ao desenvolvimento de desmagnetizadores pequenos e industriais. Um desmagnetizador, também conhecido como desmagnetizador, usa eletroímãs para gerar campos magnéticos CA intensos e de alta frequência. Em resposta, os domínios individuais se realinham aleatoriamente para que seus campos magnéticos cancelem ou quase cancelem, eliminando ou reduzindo substancialmente o magnetismo indesejado.
Alguns desmagnetizadores não usam eletricidade ou eletroímãs, mas têm ímãs de terras raras, para fornecer os poderosos campos magnéticos necessários.
Este princípio de desmagnetização também é usado gravadores de fita. À medida que a fita passa por baixo de uma cabeça de apagamento, um campo magnético de alta amplitude e alta frequência randomiza os domínios em preparação para a gravação de novos sons ou dados. Em uma escala maior, os desmagnetizadores em massa apagam carretéis inteiros de fitas magnéticas ou discos rígidos em uma única etapa.
Uma máquina desmagnetizadora pode ter uma das várias configurações comuns, dependendo da finalidade. Uma ferramenta de desmagnetização portátil desmagnetizaria brocas, cinzéis ou pequenas peças que repousassem sobre uma superfície plana ou que passassem por um orifício.
Materiais grossos ou objetos sólidos grandes podem ter que passar por um túnel de desmagnetização grande o suficiente para caber uma pessoa em pé. A frequência, a intensidade do campo de desmagnetização e a velocidade de transferência devem ser adaptadas ao objeto e ao campo magnético residual que está sendo apagado.