Imanes de Frigorífico Remagnetizantes
Pode um íman flexível de frigorífico ser remagnetizado usando íman de neodímio? Sim! Leia para saber como.
Fomos questionados várias vezes, por isso parece uma boa ideia demonstrar o processo. Vamos usar um punhado de ímãs de neodímio para remagnetizar um ímã flexível. Enquanto há uma configuração mais rápida e inteligente usada na fabricação de ímãs flexíveis, nossa demonstração mostra a idéia básica. Quando as empresas fabricam grandes folhas deste material, usam um processo muito semelhante para magnetizar folhas maiores.
O que é um íman flexível?
À semelhança dos ímanes de neodímio que fornecemos, os ímanes flexíveis não são feitos com elementos de terras raras. São uma mistura de ferrite em pó (pense em ferrite ou ímãs de cerâmica) misturados numa borracha ou resina de polímero. É pó de material magnético misturado numa folha de plástico flexível.
Vendem-se frequentemente em rolos, como fita, ou em folhas. Muitos são vendidos com um lado que pode ser impresso, e é por isso que você vê tantos gráficos neles. A maioria dos ímãs que você vê nas costas dos carros são feitos com este tipo de material de ímã flexível.
São fortes?
Não. Eles não são tão fortes como um ímã de neodímio de várias formas importantes. Primeiro, vamos considerar a força de tracção. A força de tracção é muito, muito mais fraca que um íman de neodímio. Dependendo de como você mede, um ímã de neodímio será aproximadamente 7-20 vezes mais forte do que um ímã flexível do mesmo tamanho. Em alguns casos, este número pode ser ainda mais alto.
Obviamente, os ímanes flexíveis não têm de ser muito fortes para se segurarem apenas na parte de trás do seu carro. Eles não estão levantando muito. Eles não se agarram ao vento. Eles são muito bons para “autocolantes” engraçados. Só não espere levantar pesos pesados com um.
Os leitores de longa data do nosso blog sabem que a força de tracção não é a única medida importante da força de um íman. A coercividade também é fundamental. Coercividade é a resistência de um ímã a ser desmagnetizado por um campo magnético. Quanto maior a coercividade, mais forte é o campo magnético necessário para magnetizá-lo (ou desmagnetizá-lo).
Por exemplo, esfregar um íman forte na tira magnética de um cartão de crédito pode apagar a informação nele contida. Isso é porque a coercividade da tira é baixa. Ela é incapaz de resistir ao campo magnético do ímã.
Imãs flexíveis são da mesma forma. Porque a coercividade deles é baixa, eles são facilmente influenciados por um poderoso ímã de neodímio.
O que as matrizes Halbach têm a ver com isso?
Antes de mostrarmos como remagnetizar um ímã flexível, vamos dar uma olhada em como eles devem ser magnetizados em primeiro lugar. No nosso artigo sobre Halbach Arrays, mostramos como os ímãs flexíveis são magnetizados em múltiplas direções. Eles não são magnetizados em uma direção, como um simples ímã de disco de neodímio.
Imãs flexíveis são magnetizados em padrões alternados, onde a polaridade muda conforme você se move para diferentes posições ao longo da superfície. Se você pudesse se tornar realmente pequeno e caminhar ao redor da superfície com uma pequena bússola ou identificador de pólo, você veria pólos norte e sul alternados.
Isso parece muito complicado. Não posso simplesmente magnetizá-lo numa direcção e já estar feito?
Não, não se quiser que o íman flexível funcione. Lembre-se, estas coisas não são muito poderosas. Se você magnetizar tudo em uma direção, não é capaz de fornecer muita força magnética em tudo. Não se cola à porta da geladeira.
Ao magnetizar ímãs flexíveis em direções alternadas como esta, você pode obter uma boa quantidade de força do que de outra forma seria muito fraco. Na verdade, é bastante engenhoso. Os campos alternados dão-lhe mais força e ajudam-no a resistir à desmagnetização.
Como posso magnetizar o íman flexível em todas aquelas direcções malucas?
Voltando ao nosso artigo sobre ímanes em forma de ferradura, usámos um íman de neodímio para remagnetizar um íman Alnico em forma de ferradura. Era muito simples escolher qual o pólo para tocar o íman em ferradura. Quando colamos um pólo do íman de neodímio forte contra o íman de ferradura mais fraco, este é magnetizado na direcção do campo que vê.
Para os ímanes flexíveis, precisamos de uma forma de fazer a tira “ver” esse padrão alternado. Como podemos fazer isso? Empilhando juntos um monte de discos finos ou anéis magnéticos, dispostos de forma a se repelirem uns aos outros. Isto faz um forte campo magnético ao longo da borda da pilha, moldado exactamente naquele padrão alternado que queremos.
Isto é um pouco desafiante de montar, uma vez que os ímanes actuam para se repelirem uns aos outros. Usamos um parafuso longo e uma porca para manter a pilha junta.
Como funciona?
Agora a pilha é montada, vamos visualizar como é o campo mesmo perto da superfície curva da pilha cilíndrica de ímanes. As linhas pretas de fluxo indicam a direção do campo em um determinado ponto. A direção do campo é paralela a essas linhas pretas.
Se você se mover da esquerda para a direita ao longo da superfície, você verá a direção do campo mudando. Na figura inferior, as setas verdes indicam a direção do campo. Digamos, isso se parece muito com uma matriz Halbach!
Se rolarmos ou deslizarmos um ímã flexível contra esta pilha de ímãs de neodímio, o ímã flexível “verá” esse forte campo magnético nas direções mostradas. Depois que a pilha de ímãs de neodímio for deslizada, o ímã flexível retém a magnetização nessas direções.
No vídeo abaixo, nós:
- pegue um novo ímã flexível e mostre seus campos alternados usando um filme de visualização verde MV43,
- passe um ímã de neodímio relativamente grande pela face, mudando a direção de magnetização e eliminando o padrão, e
- role uma pilha de ímãs de anel R821 através dele para fazer novos padrões.
Que o vídeo usou ímãs de anel R821 e o filme MV43.
Vamos ficar criativos com padrões estranhos.
Os fabricantes de ímãs flexíveis tendem a favorecer esse padrão de listras longas, principalmente porque é fácil magnetizar as folhas grandes rapidamente. Basta enrolar a folha através da matriz de ímãs de neodímio, e viola! Está feito.
Para tornar as coisas um pouco mais interessantes, também podemos fazer outros padrões. Se forem padrões alternados, também podem fornecer uma boa força. No vídeo abaixo, nós o magnetizamos com um padrão de quadriculado de norte e sul, mais alguns outros padrões bobos.
Esse vídeo usou filme MV43, ímãs de cilindro D28 e D18 para desenhar coisas, e uma matriz de ímãs B224 para o quadriculado.