Respuesta magnética de las monedas de euro: Prueba de cuatro tipos de imanes

1. Introducción

¿Alguna vez se ha preguntado de qué están hechas las monedas que lleva en el bolsillo?

Usamos monedas todos los días, pero la mayoría de nosotros nunca pensamos en la composición de sus materiales. Lo cierto es que cada moneda está hecha de un metal y una aleación diferentes, y estos materiales determinan su interacción con los imanes.

En Stanford Advanced Materials (SAM) trabajamos a diario con todo tipo de metales y materiales magnéticos. Así que decidimos hacer una prueba: ¿cómo interactúan los diferentes imanes con las monedas cotidianas?

2. Composición material de las monedas: De EE.UU. al euro

Queríamos empezar con las monedas estadounidenses. Sin embargo, nos encontramos con un problema interesante. La mayoría de las monedas estadounidenses modernas no son magnéticas. Los peniques (desde 1982) tienen un núcleo de zinc con un baño de cobre. Las monedas de cinco, diez y 25 centavos son aleaciones de cobre sin hierro.

La única moneda estadounidense de gran circulación que es fuertemente magnética es el céntimo de acero de 1943, fabricado durante la Segunda Guerra Mundial debido a la escasez de cobre. Ahora tienen más de 80 años y son difíciles de encontrar. Para realizar una prueba sencilla y repetible, necesitábamos monedas fáciles de conseguir y con propiedades materiales uniformes. Por eso recurrimos a las monedas de euro.

Las monedas de euro ofrecen una ventaja única para las pruebas magnéticas. Vienen en tres composiciones de material distintas en diferentes denominaciones, lo que las hace perfectas para demostrar cómo responden los diferentes metales a los imanes.

3. Imanes y conjuntos probados

Para este experimento, probamos cuatro imanes: un pequeño imán de neodimio chapado en oro, un conjunto N52 de epoxi negro, un anillo magnético de matriz Halbach y un conjunto N35 recubierto de níquel. Todos son productos que Stanford Advanced Materials suministra en todo el mundo.

Pequeño imán de neodimio chapado en oro - Se trata de un pequeño imán con un fino chapado en oro, utilizado normalmente para aplicaciones estéticas como joyería, cierres y proyectos de artesanía.

Imán de Neodimio, N52, Epoxi Negro - El imán N52 específico de esta prueba está ensamblado a partir de varias piezas cuadradas pequeñas que forman un pequeño bloque rectangular con revestimiento de epoxi negro. Los imanes N52 también están disponibles en muchas otras configuraciones, incluidos los imanes sólidos de una sola pieza.

Arrays Halbach - Anillo magnético - Se trata de un conjunto magnético especializado que concentra el campo magnético en un lado y lo anula en el otro. Se suele utilizar en motores de corriente continua sin escobillas, sistemas de levitación magnética y aceleradores de partículas.

Imán de neodimio en bloque, N35, recubrimiento de níquel - El imán N35 específico de esta prueba se ensambla a partir de varias tiras largas que forman un gran bloque rectangular con recubrimiento de níquel. Los imanes N35 también están disponibles en muchas otras configuraciones.

Mucha gente asume que el N52 es siempre más fuerte que el N35. Esto sólo es cierto para imanes del mismo tamaño y forma. La fuerza magnética total también depende del volumen. Un N35 grande puede ser más potente que un N52 pequeño.

Puedes ver cómo se comportaron estos cuatro imanes en el vídeo y en los resultados de la prueba a continuación.

4. Resultados de las pruebas

Probamos cada imán con las tres categorías de monedas de euro. Los resultados fueron consistentes en los cuatro imanes en cuanto a qué monedas son magnéticas y cuáles no.

1 céntimo, 2 céntimos, 5 céntimos - Fuerte atracción. El núcleo de acero de estas monedas es ferromagnético, por lo que se adhieren firmemente a los cuatro imanes.

10 céntimos, 20 céntimos, 50 céntimos: sin atracción. La aleación Nordic Gold es un material a base de cobre sin contenido ferromagnético, por lo que los imanes no se adhieren en absoluto.

1 euro, 2 euros - Atracción débil en el centro. Estas monedas bimetálicas tienen un núcleo interior de níquel-latón. El níquel es ferromagnético, lo que crea una débil atracción magnética, pero sólo en el centro, donde se encuentra el núcleo interior. El anillo exterior de cobre y níquel no es magnético.

A continuación se muestran las diferencias de rendimiento de los cuatro imanes sobre las monedas de 1 euro y 2 euros, débilmente magnéticas:

• El pequeño imán dorado atrae la moneda, pero se cae rápidamente.
• El conjunto Halbach retiene la moneda, pero se desplaza al agitarla.
• El conjunto N52 retiene la moneda con seguridad.
• El conjunto N35 sujeta la moneda con mayor rigidez. La moneda no se mueve ni siquiera al agitarla enérgicamente.

Aunque el N35 es de grado inferior al N52, el gran volumen de este conjunto N35 lo hace más potente que el N52, más pequeño, en esta prueba. Este es un buen ejemplo de cómo la fuerza magnética total depende tanto del grado como del volumen.

Lo que también merece la pena destacar: el conjunto Halbach, a pesar de su diseño de campo direccional especializado, no cambió el patrón de atracción fundamental. Los imanes N35 y N52 se comportaron de forma idéntica en cuanto a las monedas que atraían. La diferencia en la fuerza magnética sólo afectaba a la firmeza con la que se sujetaban las monedas poco magnéticas, no a su atracción. Y el pequeño imán dorado, aunque físicamente mucho más pequeño que los otros, distinguía claramente entre los tres tipos de monedas.

Puede ver todas estas diferencias en los vídeos de la siguiente sección.

5. Contenido de los vídeos

Vea la prueba completa aquí:

Pruebas con imanes individuales (YouTube Shorts):

• Imán chapado en oro (pequeño) - https://youtube.com/shorts/kHN-_NJbUXo
• Neodimio N52 - Epoxi negro - https://youtube.com/shorts/cCJnvpPnV48
• Halbach Arrays - Anillo magnético - https://youtube.com/shorts/g6-YyweRb6A
• N35 Neodimio - Revestimiento de Ni - https://youtube.com/shorts/e9kvV-UBkzE

6. Qué significa esto

Esta sencilla prueba con monedas demuestra un principio fundamental de la magnética: la respuesta magnética viene determinada por la composición del material del objeto atraído, no por la fuerza o el tipo de imán utilizado.

Si un material es ferromagnético (como el acero o el níquel), un imán lo atraerá. La fuerza de atracción puede variar con la fuerza del imán, pero la presencia o ausencia de atracción viene determinada totalmente por el propio material. Si un material no es magnético (como las aleaciones de cobre o aluminio), ningún imán lo atraerá, por fuerte que sea.

Este principio tiene aplicaciones en el mundo real. Las máquinas expendedoras y los clasificadores de monedas utilizan sensores magnéticos para detectar monedas falsas, ya que éstas suelen estar fabricadas con materiales equivocados. Las instalaciones de reciclaje utilizan imanes para separar los metales ferrosos de los no ferrosos. Comprender las propiedades de los materiales es esencial para diseñar estos sistemas.

7. Acerca de Stanford Advanced Materials (SAM)

Stanford Advanced Materials (SAM) se fundó en 1994 y tiene su sede en Santa Ana, California. Suministramos más de 10.000 materiales avanzados a clientes de los sectores aeroespacial, tecnológico, médico y de fabricación de alto rendimiento de todo el mundo.

Nuestra gama de productos incluye

• Imanes de neodimio en grados N35, N52 y personalizados
• Matrices Halbach y anillos magnéticos personalizados
• Diversos recubrimientos: níquel, epoxi negro, oro, etc.
• Imanes a medida y chapados a medida
• Metales puros, aleaciones, cerámicas y productos de tierras raras

Tanto si necesita imanes estándar como conjuntos magnéticos totalmente personalizados, contamos con la experiencia técnica y la capacidad de fabricación necesarias.

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