Calidad

La calidad de un imán se corresponde con el producto energético. El producto energético es el producto de la densidad de flujo magnético B y la intensidad del campo magnético H y es una magnitud física de la energía magnética almacenada por unidad de volumen. Los imanes poseen un efecto de fuerza proporcional a su producto energético cuando se comparan imanes del mismo tamaño. Si dos imanes son idénticos en tamaño y forma, un imán con el doble de producto energético tendrá también el doble de efecto de fuerza en comparación con otro imán.

Unidad de medida gauss-oersted para el producto energético

El producto energético puede medirse en gauss-oersted. 1 gauss-oersted es el producto de la unidad gauss para la densidad de flujo magnético (también se podría utilizar la unidad tesla) y la unidad oersted para la intensidad del campo magnético. Debido al inusual factor de conversión 1 oersted = 79,577 A/m, el producto energético en las unidades estándar de densidad de energía J/m³ presenta un valor numérico fundamentalmente diferente a las unidades gauss-oersted. Se aplica lo siguiente: 1 000 gauss-oersted = 7,9577 J/m³.

Normalmente, los imanes permanentes de buena calidad almacenan varios cientos de kJ/m³ de energía magnética. Esto equivale a unas decenas de mega-gauss-oersted (MGOe).

Indicación de la calidad mediante cifras y letras

La calidad de un imán se especifica ahora con una cifra que se corresponde con el producto energético en la unidad MGOe.

Además del valor numérico del producto energético, la calidad especificada de un imán suele ir acompañada de una letra que indica la temperatura máxima de funcionamiento. Esta es limitada en los imanes permanentes, ya que este tipo de imán se genera mediante la remanencia después de magnetizar un material ferromagnético. La remanencia desaparece por completo, a más tardar, cuando se supera la temperatura Curie.

Sin embargo, incluso a temperaturas más bajas puede producirse una desmagnetización parcial. En consecuencia, no debe superarse la temperatura máxima de funcionamiento. La convención es que los imanes con la letra N pueden utilizarse hasta los 80 °C, M hasta los 100 °C, H hasta los 120 °C, SH hasta los 150 °C, UH hasta los 180 °C y EH hasta los 200 °C.

Ejemplos de denominaciones de calidad

La denominación de calidad N45 caracteriza un imán con un producto energético de 45 MGOe (358 kJ/m³) que puede utilizarse hasta los 80 °C. Un imán de este tipo con un grosor de unos pocos cm y una superficie en el polo norte o el polo sur de unos 20 cm² presentaría una fuerza de sujeción sobre el hierro dulce de más de 1 000 N. Así pues, con un imán de este tipo se podría levantar un bloque de hierro de 100 kg. Sin embargo, la letra N indica que las fuerzas magnéticas pueden perderse por encima de los 80 °C. El imán tampoco volvería a adherirse después de enfriarlo. Se debería magnetizar de nuevo.
Un imán de calidad M50 en lugar de N45 podría utilizarse hasta los 100 °C y tendría, para el mismo tamaño, aproximadamente un 10 % más de energía magnética.

Como las fuerzas magnéticas dependen de la energía magnética, los imanes de mayor calidad también presentan efectos de fuerza más intensos que los imanes de menor calidad. Por tanto, a diferencia del imán N45, el imán M50 no solo es más resistente al calor, sino que también presentaría alrededor de un 10 % más de fuerza de sujeción para el mismo tamaño (tiene 50/45 = 1,11 veces el producto de energía y, por tanto, también 1,11 veces el efecto de fuerza magnética).

Sin embargo, la fuerza de sujeción indicada depende en gran medida de la forma del imán, la naturaleza de las superficies y la pureza del hierro atraído. Se trata de valores ideales y precalculados. Si la superficie del bloque de hierro es rugosa, el material está revestido o el imán no tiene una superficie polar plana, la fuerza de sujeción se reduce correspondientemente.