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Los giros y las órbitas de los electrones en efecto convierten cualquier átomo en un pequeño imán de barra. Para la mayoría de los materiales, los momentos magnéticos de estos átomos apuntan en direcciones aleatorias y sus campos se cancelan para no producir magnetismo neto.
En contraste, ciertas sustancias son ferromagnético y sus momentos magnéticos se alinean espontáneamente para que sus campos sean paralelos entre sí y se sumen. Esta alineación está limitada a una pequeña región llamada dominio, con muchos de estos dominios formando un material ferromagnético.
Aunque han fortalecido los campos magnéticos, los dominios en sí mismos están orientados al azar, lo que nuevamente resulta en un magnetismo general. Sin embargo, un campo magnético externo puede alinear los dominios para que sus propios campos magnéticos se refuercen entre sí, produciendo un campo neto en todo un objeto y, por lo tanto, creando un imán. Este fenómeno, llamado ferromagnetismo, es la base de los imanes cotidianos. A temperatura ambiente, solo cuatro elementos son ferromagnéticos y tienen este comportamiento: hierro, cobalto, níquel y gadolinio.
Usos del magnetismo
Los materiales magnéticos blandos como el hierro son fáciles de magnetizar, pero los dominios se aleatorizan tan pronto como desaparece el campo externo; en consecuencia, el material pierde rápidamente su magnetismo. Esta propiedad es útil para electroimanes y dispositivos como cintas de grabación o borrado de cabezales, que necesitan generar campos magnéticos temporales o que cambian rápidamente.
Los materiales magnéticos duros como el acero son más difíciles de magnetizar y también más difíciles de desmagnetizar; Después de la eliminación del campo externo, pueden retener su magnetismo durante mucho tiempo, a veces durante millones de años, una característica que ayuda en la datación geológica de las rocas. Por lo tanto, los materiales magnéticos duros se utilizan para hacer imanes permanentes.
Este proceso de magnetización tiene amplias aplicaciones prácticas, con la grabadora de cinta como solo un ejemplo. La cinta de grabación consiste en una tira larga y delgada de Mylar recubierta con partículas finas de óxido de hierro o dióxido de cromo. A medida que la cinta se mueve debajo del cabezal de grabación, un campo magnético alinea dominios en este recubrimiento en respuesta a la señal de música o datos. Posteriormente, los dominios retienen el campo magnético impreso para su posterior reproducción.
Los discos duros de las computadoras utilizan esencialmente el mismo proceso para el almacenamiento de datos magnéticos en platos que giran rápidamente.
Magnetismo no deseado
Después de entrar en contacto con imanes o mesas de sujeción magnéticas, los objetos de acero pueden magnetizarse involuntariamente. El mecanizado, la soldadura, el rectificado e incluso la vibración también pueden magnetizar el acero. Los efectos no deseados incluyen herramientas que atraen virutas y virutas de metal, una superficie rugosa después de la galvanización y soldaduras que solo penetran en un lado.
Del mismo modo, el contacto constante con la cinta magnética puede impartir un magnetismo residual al equipo de grabación, lo que aumenta el ruido y provoca una grabación de sonido inexacta.
Para ser reutilizado, una cinta de audio puede restaurarse a un estado en blanco pasando su longitud más allá de un cabezal de borrado, un proceso tedioso y poco práctico, especialmente a gran escala. Los discos duros de computadora descartados pueden tener datos privados o confidenciales que no deberían estar disponibles para otros. En estos casos, el medio de grabación debe desmagnetizarse a granel.
¿Por qué usar un desmagnetizador?
La molestia del magnetismo no deseado ha llevado al desarrollo de desmagnetizadores pequeños e industriales. Un desmagnetizador, también conocido como desmagnetizador, utiliza electroimanes para generar intensos campos magnéticos de CA de alta frecuencia. En respuesta, los dominios individuales se realinean aleatoriamente para que sus campos magnéticos se cancelen o casi se cancelen, eliminando o reduciendo sustancialmente el magnetismo no deseado.
Algunos desmagnetizadores no usan electricidad ni electroimanes, sino que tienen imanes de tierras raras para proporcionar los poderosos campos magnéticos necesarios.
Este principio de desmagnetización también se utiliza en grabadoras de cinta. A medida que la cinta pasa por debajo de un cabezal de borrado, un campo magnético de alta amplitud y alta frecuencia aleatoriza los dominios en preparación para grabar nuevos sonidos o datos. A mayor escala, los desmagnetizadores a granel borran carretes enteros de cintas magnéticas o discos duros en un solo paso.
Una máquina desmagnetizadora puede tener una de varias configuraciones comunes, dependiendo del propósito. Una herramienta desmagnetizadora portátil desmagnetizaba brocas, cinceles o piezas pequeñas que descansaban sobre una superficie plana o pasaban por un agujero.
Es posible que los materiales gruesos u objetos sólidos grandes tengan que pasar a través de un túnel de desmagnetización lo suficientemente grande como para adaptarse a una persona de pie. La frecuencia, la intensidad del campo de desmagnetización y la velocidad de rendimiento deben adaptarse al objeto y al campo magnético residual que se borre.