¿Cómo logran los imanes permanentes enfocar el campo en un lado?

El actuador de la cabeza de un disco duro consta de dos imanes de neodimio muy potentes, con una bobina electromagnética entre ellos. Si lo desmontas, los imanes se atraen entre sí con mucha fuerza. No hay duda de que el campo entre ellos es muy fuerte.

Pero si los voltea espalda con espalda, no hay fuerza de repulsión, no hay prácticamente nada. Mientras que los imanes son muy fuertes por un lado, parecen completamente inertes por el otro.

Entiendo cómo la forma de U de un imán en forma le permite enfocar el campo cerca de los dos polos expuestos, pero ¿cómo logra una placa rectangular plana mantener el campo sobre una superficie plana y ancha y casi ninguno cerca de la otra?

[perdón por la edición pesada, pero parece que la pregunta se confundió por completo con una discusión irrelevante sobre los imanes unipolares y la posibilidad o imposibilidad de eliminar el campo magnético de un lado. Solo una reformulación fuerte puede ayudar.]

Edito: algunas fotos:

1: Los imanes se pegaron. Se sostienen muy fuerte, no podría simplemente separarlos, pero puedo deslizar uno contra el otro para separarlos.1

Los imanes en "posición inerte": no actúan entre sí en absoluto, como dos piezas de metal inertes.2

Los imanes parecen tener dos polos ubicados en la superficie fuera del centro. Aquí, un imán normal colocado contra el imán del disco duro, centrándose en un lado y luego volteado, en el otro.3 4 5

El escudo de metal parece actuar como ferromagnético completamente desmagnetizado. Puedo pegar el "imán normal" de la forma que quiera, y no actúa en absoluto sobre otra pieza de ferromagnético (una aguja).67

Cuando le aplico un pequeño imán, se vuelve magnético como cualquier ferromagnético "suave" normal: atrae la aguja débilmente. Se comporta como si el imán de neodimio (muy potente) pegado al otro lado no estuviera allí.8

Desafortunadamente, los imanes de neodimio están muy bien pegados y son tan frágiles que no pude separar ninguno sin romperlo, y luego las "propiedades especiales" parecen haber desaparecido.

Soy curioso. ¿Qué sucede cuando rotas los imanes uno con respecto al otro? ¿Tienen una configuración preferida para "ajustar"?
Ya que no tengo esto frente a mí: ¿Estás seguro de que todo es en realidad un imán? ¿Es posible que simplemente estén respaldados con una capa gruesa de alguna sustancia de aspecto similar que les impide acercarse y ejercer una fuerte fuerza de repulsión?
@ColinFredericks: Parece que hay un imán de 2 mm de espesor pegado en la superficie de una lámina de metal ferromagnético de 3 mm más grande que el propio imán. El metal parece funcionar como un escudo, reacciona a los imanes normales como un metal ferromagnético normal (como si el imán de neodimio no estuviera allí). Si hay alguna fuerza repulsiva, se siente que se cancela por completo con la atracción; ambos imanes parecen no afectar las piezas de metal en absoluto. Normalmente, pegar un imán a un ferromagnético hará que actúe como un imán siempre que se mantenga el contacto. no en este caso, la aleación "no ve" el neodimio.
@Alex: Cuando pego los "lados de trabajo" juntos, parece que hay algunas zonas de atracción y repulsión; no puedo rotarlos libremente ni deslizarlos uno contra el otro. Pero las partes traseras parecen completamente inertes, sin atracción/repulsión, reaccionando como un simple metal ferromagnético a otros imanes o si pegan los dos lados neutrales a activos.
@SF. Esto es lo que sospechaba. Si fueran realmente "unilaterales" (no digo que esto sea lo que dijiste, esto es solo para aclarar), entonces se unirían de cualquier manera. Este comportamiento muestra que se comportan mucho más como imanes en U, lo que significa que ambos polos están en el mismo lado, por lo tanto, el campo fuerte en un lado y el campo débil en el otro.
@AlecS: excepto en el imán en forma de U, el campo sigue siendo fuerte a unos 3 cm del polo en dirección opuesta al otro polo; se observa algo así como el cuadrado inverso de la distancia desde el polo en todas las direcciones: la parte arqueada no muestra mucha atracción porque está muy lejos de los polos. Aquí, a 3 mm del poste en una dirección, la fuerza del campo casi puede causar lesiones, a 3 mm del poste en la dirección opuesta, es casi cero.

Respuestas (4)

Las placas de metal a las que se pegan los imanes son una aleación de hierro y níquel que tiene una permeabilidad magnética muy alta llamada Mu-metal .

No entiendo todos los detalles del magnetismo o cómo funciona el Mu-metal, pero eso debería ayudarlo a comenzar.

Parece que este es el camino correcto al menos: el metal misterioso al que está pegado el imán actúa como un escudo. No sabía que proteger un campo magnético como este fuera posible en absoluto...
Después de leer todos los artículos relevantes, la descripción más sencilla de lo que está sucediendo no es que esté bloqueando el campo, sino que lo está canalizando. Las líneas de campo magnético no se pueden romper ni detener. Comenzarán en una encuesta e irán a la otra. Al colocar un metal con una permeabilidad excepcionalmente alta (piense en una "resistencia" extremadamente baja a los campos magnéticos), el metal básicamente "cortocircuita" el campo. Casi no hay campo en la parte posterior de la placa de metal porque todo el campo en ese lado del imán viaja a través de la placa en lugar de a través del aire.

Creo que estás confundiendo imanes "unipolares" e imanes "unipolares" .

...imán estrictamente de un solo lado (que no genera ningún campo magnético en un lado) es imposible...

No. No hay problema en tener un imán con un campo en un lado. El cabezal del disco duro es el ejemplo ( aquí hay una imagen ).

Lo que no puede tener es un imán con un solo polo: solo S o solo N. Por lo tanto, para afirmar que tiene un imán "imposible" o "casi imposible", no solo necesita ver si "atrae objetos metálicos en un lado", que funciona incluso con imanes básicos en forma de U ( algunas imágenes aquí ). Lo que debe verificar es que solo tiene un polo magnético en todo el imán.

Buena explicación. Gracias por el enlace a la cabeza del disco duro. Sin embargo, podría argumentar que hay campo en el otro lado, como la divergencia de B → debe ser siempre cero. Entonces, en la imagen que tiene, solo se dibujaron las líneas de campo relevantes para la tecnología HDD.
La imagen que vinculó es una simplificación excesiva que muestra solo el campo más fuerte. Busque imágenes de "campo magnético en forma de U" y verá fotos donde el diseño de las limaduras de hierro muestra el diseño del campo. Claro, es más fuerte entre los polos, pero las líneas corren alrededor del imán, y atrae objetos metálicos en todos los lados, aunque el lado del "arco" es mucho más débil que el lado "abierto". Supongo que en este caso el efecto es similar pero mucho, mucho más fuerte y sin ventaja de forma. Pero no, no puede -completamente- eliminar el campo magnético, solo reducirlo enormemente.
Específicamente, no respondió la pregunta. Entonces, si no hay problema en crear un imán con un campo en un lado, ¿cómo se hace? Específicamente, no tiene forma de herradura sino una barra muy plana que tiene un campo magnético en el lado de una superficie ancha y plana y ningún campo en el otro lado plano. Y no, no confundí monopolos magnéticos con zonas de vacío magnético. Las zonas de vacío magnético son igual de imposibles.
@SF Mira, tal vez no estabas confundiendo imanes unipolares con imanes de un solo lado. Pero la forma en que formuló su pregunta (antes de su edición) establece sin ambigüedades exactamente lo que cité. No solo cambiaste por completo tu pregunta para ocultar el hecho, parece que también me has votado negativo, ¿verdad? Lo siento, pero considero que tal comportamiento es extremadamente deshonesto.
@Tziolkovski: Edité mi pregunta a fondo para eliminar la confusión de los futuros respondedores de que quería decir algo más de lo que pregunté. (Los votos positivos que obtuvo su respuesta sugerirían que la gente realmente pensó que me refería a unipolar. Nunca lo hice. Y no, el 100% de un solo lado no es posible. Puede reducir la densidad del campo en muchos órdenes de magnitud pero no puede completamente quítelo.) La cabeza en forma de U y de disco son los ejemplos obvios de enfocar el campo en un solo lugar. No casi ponerlo a cero sin afectar la forma del imán: su respuesta no respondió a mi pregunta, por lo tanto, voté a la baja.
@SF Y aquí tenemos algo deshonesto similar otra vez. En su pregunta original, dijo exactamente eso: " ... un lado del imán es extremadamente fuerte, el otro es apenas detectable... " El imán en forma de U era exactamente el caso en cuestión. En realidad respondió a su pregunta. Simplemente no te gustaba que fuera tan obvio. Cambiando así la pregunta. Por lo tanto voto negativo.
@Tziolkovski: Si bien concedo que el imán en forma de U podría ser otro ejemplo de un imán como los que pregunté, su respuesta aún no explica por qué actúan de esa manera; acaba de agregar un tercer ejemplo a mis dos.

¿Una matriz de Halbach? Básicamente, los dominios magnéticos están orientados en un patrón que produce la apariencia de un fuerte campo magnético en un lado y un campo magnético significativamente reducido en el otro lado.

http://en.wikipedia.org/wiki/Halbach_array

También me imagino que es algo como esto. Esto es similar a un imán en U normal, pero aplastado.
Yo también me pregunto, pero no parece ser el caso aquí. Traté de pegarle un imán normal, un lado, tiene dos polos, ubicados en la "superficie activa" simétricamente descentrados.
@SF. Eso era exactamente lo que esperaba que pasara. ¡Es como un imán en U! Imagínense a alguien aplastando la parte en forma de U hasta que quede casi completamente plana. ¡Obtienes exactamente el comportamiento en las imágenes!

El campo parece ser unipolar, pero esto se debe a que ambos polos están del mismo lado del imán. Esta es la razón por la que los imanes de prueba encajan en una configuración especial: los polos opuestos se atraen y el imán de prueba también tiene un extremo "norte" y "sur".

Solo estoy repitiendo lo que han dicho los otros comentaristas, es decir, que esto es como un imán en U o una matriz de Halbach (muy) primitiva.

Si sostiene dos imanes en U "de punta a punta", no se atraerán. Esto se debe a que un imán en U es solo una barra magnética doblada en forma de "U", y las líneas de campo para una barra magnética van de polo a polo. Por lo tanto, tiene sentido por qué las líneas de campo serían más fuertes cerca de los polos y no en el "extremo".

Cuando aplastas la parte del "trasero", obtienes un imán extraño con un campo fuerte en un lado.

Si sostengo los imanes en forma de U de punta a punta con las puntas tan lejos como están cuando pones los dos extremos, tampoco se atraerán visiblemente. La fuerza normalmente es inversamente proporcional a la distancia desde el poste, pero aquí, a 3 mm del poste, es casi cero.
¿Cómo logran los imanes permanentes enfocar el campo en un lado?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v