Um gap pode ser descrito como uma “lacuna” não magnética presente entre um ímã e o material atraído ou entre a atração de dois imãs. Esta lacuna é na prática uma pausa no circuito magnético que o magnetismo precisa “vencer” para continuar o circuito entre polo norte e sul. A presença desta lacuna enfraquece a potência magnética e pode ser representada pelo próprio ar ou qualquer material não magnético como madeira, plástico ou alumínio. Também pode ser uma espessura de tinta ou uma superfície muito irregular.
Um ímã é considerado anisotrópico quando as propriedades magnéticas estão alinhadas na mesma direção. Este alinhamento é aplicado durante o processo de fabricação que garante que o material magnético esteja 100% orientados na mesma direção para oferecer o máximo de entrega magnética. Esta direção é chamada de “eixo magnético”. Ímãs anisotrópicos são muito mais fortes que ímãs isotrópicos, porém só podem ser magnetizados na direção (eixo) definida.
O termo magnetização axial indica um ímã que é magnetizado entre duas superfícies planas paralelas.
A altura magnética se refere a dimensão do ímã que segue a direção do eixo magnético. Por exemplo, um bloco de ferrite 100x150x25 mm apresenta a altura magnética na dimensão 25 mm, ou seja, é nesta medida que temos a divisão do Norte/Sul.
Conhecida como a “curva de magnetização" ou "curva de desmagnetização” a curva BH é uma representação gráfica que mostra a relação entre a densidade do fluxo magnético (B) e a força do campo magnético (H) necessária para desmagnetizar um ímã específico. Este gráfico é o segundo quadrante de uma curva de histerese de quatro quadrantes. A densidade do fluxo magnético aumenta em proporção à intensidade do campo até atingir um ponto de saturação e torna-se constante mesmo quando a intensidade do campo continua a aumentar. Densidade de fluxo magnético é medido em Gauss (G) ou Tesla T, onde 10.000 Gauss é igual a 1 Tesla. A intensidade do campo magnético é medida em oersteds (OE).
O produto energético máximo de um ímã é medido em 'Mega-Gauss Oersteds' (MGOe). Este é o principal indicador de força de um ímã. Em geral, quanto maior o valor máximo de energia do produto, maior é o campo magnético que o ímã vai gerar para uma determinada aplicação. Na classificação de neodímio, os dois números de uma grade (por exemplo N42) representam o produto energético máximo para essa categoria. Quanto maior for o valor, maior é a força do campo magnético do ímã e menor será o volume necessário de ímã. (BH) Max é um produto da remanência (Br) e da coercividade (Hc) e representa a área de baixo do gráfico no segundo quadrante da curva de histerese.
Um ímã se encontra em circuito magnético aberto quando não está ligado a qualquer material ferroso, isso significa que o as linhas de fluxo vão de norte a sul através do ar sem influência de um material ferromagnético. Por ser mais difícil viajar pelo ar do que por um circuito, um ímã produz menos Gauss quando está em circuito aberto.
Um circuito magnético fechado descreve um conjunto de material magnético com material ferroso que conecta diretamente o polo norte de um ímã para o polo sul. Em um circuito fechado as linhas de fluxo magnético estão autorizadas a circular livremente de norte a sul, e, toda a densidade do fluxo magnético é retida dentro do circuito fechado. Em um circuito fechado, não existe um campo magnético externo e todo o magnetismo é consumido no circuito.
Todo magnetismo flui de polo norte a polo sul, um circuito magnético é caracterizado pela jornada que leva para ir de polo norte a polo sul. Magnetismo é normalmente gerado por ímãs permanentes ou eletroímãs e passam por caminhos magnéticos dentro do circuito. O circuito pode também incluir um ou mais “air gaps” (lacunas) preenchidos com material não magnético. Circuitos magnéticos são utilizados em dispositivos tais como motores, geradores, transformadores como um método eficiente de canalizar campos magnéticos.
Coeficiente de temperatura é um fator que é usado para calcular a diminuição no fluxo magnético correspondente a um aumento na temperatura de funcionamento. A perda de fluxo magnético é recuperada quando a temperatura de operação é diminuída, proporcionando que a temperatura máxima de operação não seja excedida.
O coeficiente de temperatura para os materiais magnéticos são:
A coercitividade de um campo magnético é a intensidade, ou a energia, necessária para reduzir (do ponto de saturação) a magnetização de um objeto para zero. Essencialmente, ele mede a resistência de um material magnético a desmagnetização. A coercividade do material magnético é medida em oersteds (Oe) - quanto maior o número, maior é a resistência do ímã para a desmagnetização.
A coercitividade intrínseca é a força necessária para desmagnetizar permanente um ímã. Os ímãs de neodímio têm grandes diferenças entre a coercitividade e coercividade intrínseca, portanto, desmagnetizar permanentemente um ímã de neodímio leva muito mais energia do que apenas para equalizar (reduzir a zero) o campo magnético. Coercividade intrínseca é medido em kilo-oersteds (kOe).
A propriedade de todo material magnético muda quando eles são aquecidos a uma temperatura específica. A temperatura de Curie (Tc), ou ponto de Curie é a temperatura onde a estrutura atômica do material magnético é alterada e o objeto se torna desmagnetizado. Se o ímã atingir ou ultrapassar este ponto o ímã não gera qualquer campo magnético externo.
Desmagnetização ocorre quando um ímã perde o seu campo magnético externo em circuito aberto. Isso pode ocorrer através de estresse físico ou corrosão, através de aquecimento do ímã para além de sua temperatura máxima de operação ou por exposição do material a um campo magnético forte de desmagnetização. Geralmente, os ímãs de neodímio não podem ser remagnetizados, uma vez que suas propriedades magnéticas foram perdidas.
A densidade é uma medida de um material de massa por unidade de volume. Todos os materiais têm densidades diferentes e a densidade de um ímã pode permitir o cálculo de seu peso. Segue abaixo alguns valores:
A densidade de fluxo descreve o número de linhas de magnetismo em cada centímetro quadrado da área do polo. O número total de linhas de campo magnético que penetram cada área 1cm x 1cm do polo é chamado a densidade do fluxo magnético (também conhecido como indução magnética). A densidade do fluxo é medida em Gauss, ou Tesla (10.000 Gauss = 1 Tesla).
Diâmetro é válido para os ímãs circulares e representa a medida de um lado até o outro passando pelo centro. O diâmetro representa duas vezes o raio do ímã.
Diâmetro interno é válido para ímãs em formato de anel onde esta medida representa o furo central.
Imãs cilíndricos apresentam a magnetização diametral quando a direção de magnetismo é paralelo ao diâmetro do ímã, em vez de perpendicularmente às faces planas do cilindro.
Os imãs podem ser especificados com a magnetização em diversos eixos permitindo que eles sejam utilizados para efeitos diferentes. A direção do magnetismo determina de que lado do ímã os polos norte e sul aparecem. Isso tem que ser especificado antes da fabricação, por exemplo, um ímã retangular anisotrópico só pode ser magnetizado em uma das três direções possíveis.
Os materiais magnéticos, como ímãs permanentes, são divididos em domínios microscópicos individuais. A estrutura do domínio magnético de um material é responsável pelas suas características magnéticas, tais como as que são apresentadas por elementos metálicos e ligas como ímãs permanentes. Cada domínio é uma região que tem uma direção de magnetização uniforme, no entanto, os domínios diferentes podem ter diferentes direções de magnetização. Durante o processo de fabricação de um material magnético, eletroímãs alinham cada domínio, proporcionando a maior energia magnética e dando acabamento ao material anisotrópico.
Diferente dos ímãs permanentes, o campo magnético exercido por um eletroímã é produzido pelo fluxo de uma corrente elétrica. O campo magnético desaparece quando a corrente é desligada.
Tipicamente, um eletroímã é composto por muitas voltas de fio de cobre, que formam um solenóide.
Em um ímã anisotrópico todo elemento magnético do ímã é alinhado a face na mesma direção. Esta linha de orientação dos elementos magnéticos é chamada de eixo. Um ímã anisotrópico só pode ser magnetizado no sentido deste eixo.
Empilhamento refere-se ao processo de colocar imãs em conjunto para aumentar a força de tração. Quando cinco ímãs são empilhados em conjunto para fazer um grande ímã ocorre um aumento da potência devido ao aumento de massa. Uma vez que a altura do ímã exceder seu diâmetro, o conjunto está super otimizado e uma nova adição a altura irá fornecer um menor ganho de desempenho. Por exemplo:
Fenômeno de deformação ao qual um corpo está sujeito quando as forças que sobre ele agem provocam um deslocamento em planos diferentes, mantendo o volume constante.
Se tenta puxar um ímã de uma superfície de contato em um ângulo reto, precisa de muito mais força do que se deslizar o ímã de lado. Assim como é muito mais difícil pegar uma caixa pesada do chão do que empurrá-la em um piso liso.
Essa força lateral é chamada força de cisalhamento ou força móvel.
Ferrofluido é um fluido castanho escuro feito com nanopartículas magnéticas suspensas em um líquido. Cada minúscula partícula é revestida com um surfactante (tipo detergente) para inibir a aglomeração. Isso permite que o ferrofluido responda instantaneamente à influência de um campo magnético e que retorne ao estado original logo após a retirada da influência magnética.
Gauss é uma unidade de medida para a densidade do fluxo magnético. 1000 Gauss equivale a 1000 linhas de magnetismo a cada cm² de área de polo. Nome herdado do famoso matemático e físico alemão Carl Friedrich Gauss.
Um medidor de Gauss é usado para medir a densidade do fluxo (Gauss) de um ímã. Um medidor de Gauss tem uma sonda hall, que quando colocado em um polo magnético exibe o número de linhas de magnetismo dentro de cada área cm² do polo.
Existem diferentes tipos de ímãs, neodímio, samário cobalto, ferrite e de alnico. Cada tipo de ímã é fabricado em diferentes tipos de qualidade. O termo grade define as características químicas do material e suas propriedades magnéticas. Cada grade de material, dependendo de seus elementos fundamentais e como ele é fabricado, terá diferentes propriedades magnéticas.
O Gilbert (G) é uma unidade de quantificar força magneto motriz nomeada após William Gilbert, que era um cientista e médico Inglês nascido em 1544 e é creditado por muitos como sendo o pai da eletricidade e magnetismo.
Um gráfico com quatro quadrantes mostrando a força de magnetização em relação a magnetização resultante de um ímã que tenha sido sucessivamente magnetizado até o ponto de saturação, desmagnetizado, magnetizado no pólo inverso e finalmente remagnetizado.
Um ímã permanente é um material sólido que produz seu próprio campo magnético consistente porque o material é magnetizado.
A densidade de fluxo descreve o número de linhas de magnetismo em cada centímetro quadrado da área do polo. O número total de linhas de campo magnético que penetram cada área 1cm x 1cm do polo é chamado a densidade do fluxo magnético (também conhecido como indução magnética). A densidade do fluxo é medida em Gauss, ou Tesla (10.000 Gauss = 1 Tesla).
Um ímã isotrópico não tem direção preferencial de magnetismo e tem as mesmas propriedades ao longo de cada eixo. Durante o processo de fabricação, o material isotrópico pode ser manipulado de modo que o campo magnético seja aplicado em qualquer direção. As mantas magnéticas são isotrópicas e uma forma simples de notar isso é que a força magnética se concentra em apenas um dos lados.
A intensidade do campo magnético é a medida de um campo de magnetização proveniente de uma corrente elétrica ou um ímã permanente. A intensidade do campo magnético é medida em oersteds (OE).
Indução magnética, também conhecido como densidade de fluxo é o número de linhas de magnetismo em cada centímetro quadrado da área do polo. O número total de linhas de campo magnético que penetram cada área 1cm x 1cm do polo é chamado a densidade do fluxo magnético (também conhecido como indução magnética). A densidade do fluxo é medida em Gauss, ou Tesla (10.000 Gauss = 1 Tesla). Corrente elétrica ou um ímã permanente. A intensidade do campo magnético é medida em oersteds (OE).
Magnetização refere-se a um objeto que produz um campo magnético.
Um material, ou ímã é definido como magnetizado quando se exerce um campo magnético, quer devido à sua interação com um eletroímã ou de outro ímã permanente.
O termo material refere-se à composição física de um ímã. Por exemplo, os ímãs de neodímio são feitos de uma liga de neodímio (NdFeB) material que contém neodímio (Nd), ferro (Fe) e boro (B). Existem cinco tipos principais de material magnético são eles:
Maxwell é uma medição para o fluxo magnético na escala CGS onde 1 Maxwell é igual a 1 linha de fluxo. A medida tem o nome de James Clerk Maxwell, que era um físico teórico escocês nascido em 1831. A maior realização de Maxwell foi um conjunto de equações que uniam eletricidade, ímãs e óptica em uma teoria consistente.
Mega Gauss oersteds é a medida CGS do produto energético máximo de um ímã (BHmax). Os cinco principais tipos de material magnético apresentam os seguintes produtos típicos de energia máxima:
Metais de terras raras são classificados na tabela periódica no grupo conhecido como Lanthanides. Os elementos mais comuns nesta categoria são de neodímio, samário e disprósio. Apesar do nome, elementos de terras raras são relativamente abundantes na crosta terrestre, no entanto, eles não são normalmente encontrados em depósitos economicamente exploráveis e são muitas vezes dispersas, derivando o termo "terras raras."
Em teoria, cada ímã deve ter um polo norte e polo sul e o magnetismo flui de um para o outro. Sem os dois pólos não há fluxo magnético.
O Oersted (OE) é uma medida de força do campo magnético que foi nomeada após o físico e químico dinamarquês Hans Christian Oersted. em 1820, descobrir o efeito magnético de corrente eléctrica, o que contribui de forma significativa para o estudo de magnetismo. Oersted está diretamente relacionado com a medição de Gauss para a densidade do fluxo e é usado para medir forças eletromagnéticas externas geralmente produzidas em magnetizadores e desmagnetizadores.
A orientação de um ímã refere-se a localização física e a direção dos pólos magnéticos. Ex: pela largura, pela espessura, axial, diametral ou radial.
Alguns materiais, quando colocados dentro de um campo magnético, tornam-se magnetizados. A permeabilidade de uma substância magnética representa o aumento ou a diminuição do campo magnético no interior da substância em comparação com o campo de magnetização que a substância está inserida. Simplificando, é a capacidade de um material para adquirir o seu próprio magnetismo ou para o magnetismo fluir através dele.
Metais ferromagnéticos têm a maior permeabilidade de todas as substâncias e se tornam magnetizados quando expostos a um campo magnético. A taxa de permeabilidade magnética irá aumentar até que a substância chega a um ponto de saturação. Materiais ferromagnéticos "soft" são facilmente magnetizados, mas uma vez que o campo externo é removido eles perdem a maior parte de seu magnetismo. Por outro lado, materiais ferromagnéticos "duros" são difíceis de magnetizar, mas quando feito permanecem magnetizados.
Todo ímã tem um polo norte e polo sul, geralmente 180° distante. Polaridade refere-se a orientação magnética de um ímã com relação a seus polos. Polos opostos se atraem e pólos iguais se repelem.
O polo de um ímã é a área de um ímã que tem a maior intensidade de campo magnético numa determinada direção. Cada polo é orientado a norte ou a sul.
O polo norte de um ímã atrai a pólo norte geográfico da Terra. Como pólos iguais se repelem e polos opostos se atraem concluímos que o polo norte da terra é na verdade um pólo Sul, devido o campo magnético da Terra ser o contrário.
Em termos magnéticos este é o polo que procura o polo sul geográfico da Terra. O polo sul da terra na verdade apresenta uma polaridade norte, só para complicar um pouco esta descrição.
Revestimentos são aplicados na matéria prima do neodímio para prevenir a corrosão e a desmagnetização. O revestimento mais comum é a camada tripla de níquel – cobre - níquel.
Quando alinhamos dois imãs frente a frente com os polos iguais acontece uma repulsão. Os campos magnéticos querem fluir para a mesma direção e quando fechados em um conjunto eles colidem apresentando o efeito de repulsão.
Remanência é descrito como o magnetismo que é deixado em um ímã, após a remoção da força magnética externa que foi aplicado para magnetiza-lo.
A força do campo na superfície é medida em Gauss e a intensidade de campo máximo é retirada da superfície do pólo do ímã. As medições são normalmente feitas usando um medidor de Gauss.
O Tesla é uma unidade de medida para a densidade do fluxo magnético. Um Tesla é igual a 10.000 Gauss. Esse nome foi dado em honra a Nikola Tesla, que era um sérvio-americano inventor, engenheiro e físico.
A temperatura máxima de operação é exatamente isso, representa a temperatura máxima que um determinado grau de ímã será capaz de funcionar antes de se tornar desmagnetizado permanentemente.