Rotirile și orbitele electronilor transformă efectiv orice atom într-un mic magnet cu bare. Pentru majoritatea materialelor, momentele magnetice ale acestor atomi se îndreaptă în direcții aleatorii, iar câmpurile lor se anulează pentru a nu produce magnetism net.
În schimb, anumite substanțe sunt feromagnetic iar momentele lor magnetice se aliniază spontan, astfel încât câmpurile lor sunt paralele între ele și se adună. Această aliniere este limitată la o regiune mică numită a domeniu, cu multe astfel de domenii alcătuind un material feromagnetic.
Deși au câmpuri magnetice întărite, domeniile în sine sunt orientate aleatoriu, rezultând din nou fără magnetism general. Cu toate acestea, un câmp magnetic extern poate alinia domeniile astfel încât propriile lor câmpuri magnetice să se întărească reciproc, producând un câmp net pe tot parcursul unui obiect și, prin urmare, creând un magnet. Acest fenomen, numit feromagnetism, este baza magneților de zi cu zi. La temperatura camerei, doar patru elemente sunt feromagnetice și au acest comportament: fier, cobalt, nichel și gadoliniu.
Utilizările magnetismului
Materialele magnetice moi precum fierul sunt ușor de magnetizat, dar domeniile se randomizează imediat ce câmpul extern dispare; în consecință, materialul își pierde rapid magnetismul. Această proprietate este utilă pentru electro-magneți și dispozitive precum înregistrarea pe bandă sau ștergerea capetelor, care trebuie să genereze câmpuri magnetice temporare sau care se schimbă rapid.
Materialele magnetice dure precum oțelul sunt mai greu de magnetizat și, de asemenea, mai dificil de demagnetizat; după îndepărtarea câmpului extern, își pot păstra magnetismul mult timp - uneori de milioane de ani, caracteristică care ajută la datarea geologică a rocilor. Prin urmare, materialele magnetice dure sunt utilizate pentru a produce magneți permanenți.
Acest proces de magnetizare are aplicații practice largi, cu magnetofonul ca un singur exemplu. Banda de înregistrare constă dintr-o bandă lungă, subțire, Mylar, acoperită cu particule fine de oxid de fier sau dioxid de crom. Pe măsură ce banda se deplasează sub capul de înregistrare, un câmp magnetic aliniază domeniile de pe această acoperire ca răspuns la semnalul de muzică sau de date. Ulterior domeniile păstrează câmpul magnetic impresionat pentru redarea ulterioară.
Hard disk-urile computerului utilizează în esență același proces pentru stocarea datelor magnetice pe platourile cu rotire rapidă.
Magnetism nedorit
După ce intră în contact cu magneți sau mese de prindere magnetice, obiectele din oțel pot deveni magnetizate neintenționat. Prelucrarea, sudarea, șlefuirea și chiar vibrațiile pot magnetiza oțelul. Efectele nedorite includ unelte care atrag așchii și așchii de metal, o suprafață aspră după galvanizare și suduri care pătrund doar pe o parte.
În mod similar, contactul constant cu banda magnetică poate conferi un magnetism rezidual echipamentelor de înregistrare, ceea ce crește zgomotul și provoacă o înregistrare a sunetului inexactă.
Pentru a fi reutilizată, o bandă audio poate fi restabilită la o stare goală rulând lungimea acesteia pe lângă un cap de ștergere, un proces obositor și impracticabil, în special pe scară largă. Discurile hard de pe computer aruncate pot avea date proprietare sau sensibile care nu ar trebui să fie disponibile pentru alții. În aceste cazuri, suportul de înregistrare trebuie demagnetizat în bloc.
De ce să folosiți un demagnetizator?
Necazul magnetismului nedorit a dus la dezvoltarea atât a demagnetizatorilor mici, cât și a celor industriale. Un demagnetizator, cunoscut și sub numele de degausser, folosește electro-magneți pentru a genera câmpuri magnetice AC de înaltă frecvență. Ca răspuns, domeniile individuale se realinează aleator, astfel încât câmpurile lor magnetice anulează sau aproape anulează, eliminând sau reducând substanțial magnetismul nedorit.
Unele degaussere nu folosesc electricitate sau electromagneti, dar au în schimb magneți de pământ rar, pentru a oferi câmpurile magnetice puternice necesare.
Acest principiu de demagnetizare se folosește și cu magnetofoane. Pe măsură ce banda trece sub un cap de ștergere, un câmp magnetic cu amplitudine ridicată și de înaltă frecvență randomizează domeniile în pregătirea înregistrării unui sunet sau date noi. La o scară mai mare, demagnetizatorii în vrac șterg bobine întregi de benzi magnetice sau hard diskuri într-un singur pas.
Un aparat demagnetizator poate avea una dintre mai multe configurații comune, în funcție de scop. Un instrument de demagnetizare portabil ar degaiza burghiele, daltiile sau piesele mici care se sprijină pe o suprafață plană sau trec printr-o gaură.
Materialele groase sau obiectele solide mari ar trebui să treacă printr-un tunel de demagnetizare suficient de mare pentru a se potrivi unei persoane în picioare. Frecvența, intensitatea câmpului demagnetizant și viteza de transfer trebuie adaptate obiectului și câmpului magnetic rezidual șters.