Quin és l'ús dels imans? Per què veiem llum a l'imant?

Ús dels imans

Aplicacions en equips elèctrics

• Generador: En un generador, l'iman és el component clau que genera el camp magnètic. Per exemple, en un generador síncron, l'iman al rotor (que pot ser un iman permanent o un electroiman) gira, fent que la bobina estatora talli les línies de força magnètica, el que genera una força electromotriu induïda segons el principi de la inducció electromagnètica, i així converteix l'energia mecànica en energia elèctrica.

• Motor: El principi de funcionament del motor es basa en l'acció del camp magnètic sobre la corrent. L'iman (iman estator o iman rotor) genera un camp magnètic. Quan la corrent passa per la bobina del motor (bobina rotor o estator), el camp magnètic interacciona amb la corrent per produir una força amperiana, que fa girar el rotor del motor i realitza la conversió de l'energia elèctrica en energia mecànica. Per exemple, en un motor de corrent contínua, un iman permanent actua com a estator per generar un camp magnètic fix que controla la direcció i la velocitat de rotació del rotor canviant la direcció de la corrent en la bobina de l'armadura.

Aplicacions en dispositius electrònics

• Altaveus i auriculars: Els altaveus i els auriculars utilitzen imans per convertir senyals elèctrics en so. En un altaveu, hi ha un iman permanent i una bobina (bobina de veu) connectada al senyal d'àudio. Quan la corrent d'àudio passa per la bobina de veu, aquesta vibra sota l'acció de la força amperiana en el camp magnètic de l'iman permanent, i aquesta vibració es converteix en so a través d'una estructura com la cuixa de paper de l'altaveu. Els auriculars funcionen d'una manera similar als altaveus, però són més petits i compactes.

• Dispositius d'emmagatzematge magnètic: Els discos durs tradicionals (HDDS) utilitzen el magnetisme per emmagatzemar dades. A l'interior del disc dur hi ha plats que giren a alta velocitat i estan revestits amb materials magnètics. Les dades s'escriuen i es llegeixen en el plat mitjançant una cap magnètica (que conté electroimans). La cap magnètica pot generar un camp magnètic, canviando la direcció de magnetització del material magnètic al disc segons calgui per representar els 0 i 1 de les dades.

Aplicacions en la indústria i la vida quotidiana

• Grues magnètiques i maquinària de elevació: En la producció industrial, el magnetisme dels imans es pot utilitzar per fabricar grues magnètiques per fixar i manipular peces de materials ferromagnètics. Per exemple, a la taller de mecanització, les grans magnètiques poden fixar fàcilment petites peces a la bancada per a la mecanització. Les màquines d'elevació magnètica es poden utilitzar per aixecar grans peces de materials ferromagnètics, com en el procés de reciclatge de ferrovels, on les màquines d'elevació magnètica poden aixecar fàcilment diverses tones de residus de ferro.

• Sensores magnètics: En la indústria automotriu, els sensors magnètics s'utilitzen àmpliament. Per exemple, els sensors de velocitat utilitzen canvis en els camps magnètics per detectar la velocitat d'una roda. En alguns sistemes de control d'accés, també s'utilitzen sensors magnètics per detectar l'estat d'obertura i tancament de les portes, i la detecció i transmissió de senyals es realitzen a través de l'interacció del camp magnètic entre l'iman i el sensor.

• Camp mèdic: En les tècniques d'imatge mèdica, com la ressonància magnètica (MRI), s'utilitzen camps magnètics poderosos i impulsos de freqüència radio per interactuar amb els nuclis d'hidrogen en els teixits humans, i després, detectant els senyals emesos pels nuclis d'hidrogen, es generen imatges detallades de l'interior del cos humà.

La causa de la llum vista en l'iman

Normalment, els imans no emeten llum per si sols. Si veieu llum en l'iman, hi pot haver diversos casos:

• Reflexió de la llum externa: la superfície de l'iman pot ser neta i reflectirà la llum de l'entorn, per exemple, sota una llum forta, la superfície de l'iman reflecteix la llum com un mirall, donant la il·lusió que l'iman emet llum.

• Efectes òptics especials dels materials magnètics (menys comuns): Alguns materials magnètics poden tenir alguns fenòmens òptics especials en condicions específiques de camp magnètic, com els efectes magneto-òptics. Els efectes magneto-òptics inclouen l'efecte de rotació de Faraday, en què la direcció de polarització dels raigs de llum gira mentre passen a través de materials magnètics. Si en un dispositiu experimental específic o en un material magnètic especial, es pot observar aquest canvi de llum degut a l'efecte magneto-òptic, però això no és un fenòmen comú en imans ordinaris.