El uso de los imanes de neodimio en las computadoras.

 

Cuáles son los usos de los imanes de neodimio en los ordenadores？

Con la llegada de la era de la información, se ha formado el auge de la entrada del ordenador en la familia.

Actualmente hay 4.720 millones de usuarios de Internet en el mundo. El número total de usuarios de Internet en todo el mundo creció en 332 millones en los últimos 12 meses, es decir, más de 900.000 nuevos usuarios cada día. El desarrollo de los ordenadores ha llevado al desarrollo de los componentes de apoyo relacionados. Los imanes permanentes se utilizan ampliamente en los ordenadores, como el disco duro, el disquete y el cabezal del controlador de CD. Hay alrededor de 4000T de imanes de NdFeB utilizados en los controladores de computadoras anualmente, lo que representa el 50% de las ventas de NdFeB.

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Imanes de neodimio en los ordenadores

En los ordenadores, los imanes tienen los siguientes usos:

Unidades de disco duro

Normalmente hay unos cuantos imanes de neodimio en el disco duro (motores de la unidad y del cabezal lineal) junto con múltiples electroimanes.

Los datos se almacenan en las unidades de disco duro sobre la base del magnetismo. La superficie del disco está recubierta de material magnético que consta de miles de millones o incluso trillones de imanes diminutos. Los componentes de los circuitos informáticos son capaces de almacenar los datos en función de la presencia o ausencia de corriente, representada por un 0 o un 1. Los polos norte y sur de los minúsculos neoimanes de la superficie de los discos duros pueden representar tanto 0 como 1, lo que los hace perfectos para el almacenamiento de datos informáticos.

Para almacenar los datos en estas celdas se utiliza un cabezal electromagnético, ya que un electroimán puede invertir su propia polaridad invirtiendo la dirección de la corriente que fluye a través de él, lo que le permite reorganizar los polos de los diminutos imanes del disco duro. El mismo cabezal también puede leer los datos almacenados en la unidad de disco duro.

Imanes en los ordenadores

Altavoces

Si no son piezoeléctricos, suelen tener un imán permanente con núcleo de hierro y un bobinado de electroimán. Algunos auriculares, el motor de bobina de voz y los auriculares, también.

Ventiladores de refrigeración

Un motor es una parte necesaria de un ventilador eléctrico, y todos los motores contienen imanes ya que utilizan el magnetismo y la electricidad para inducir el movimiento. En los ordenadores, los ventiladores se utilizan principalmente para la refrigeración y se montan en todos los componentes principales del ordenador que generan calor, como el procesador, la fuente de alimentación y las tarjetas gráficas de gama alta.

En algunos ordenadores, puede haber ventiladores adicionales en la carcasa para ofrecer una mayor refrigeración y garantizar un rendimiento fluido. Sin estos ventiladores, el excesivo calor generado provoca una importante degradación del rendimiento del ordenador e incluso provoca el fallo del equipo.

Monitores CRT

Los CRT (tubos de rayos catódicos) se utilizan ampliamente en la mayoría de los monitores de ordenador que se utilizan hoy en día como tecnología de visualización. Son tubos de vidrio al vacío con un cañón de electrones en un extremo y una pantalla fluorescente en el otro que se ilumina cuando un haz de electrones disparado desde el cañón de electrones incide sobre ella. El haz de electrones es acelerado y desviado por un campo electromagnético (alimentado por imanes) antes de incidir en la pantalla, formando así una imagen. La desviación se lleva a cabo en función de las señales de entrada que recibe el monitor y esas señales se modifican constantemente, lo que permite una visualización de vídeo animada.

Unidades de disco óptico

Las partes móviles de los ordenadores, como la lente y el mecanismo de expulsión de las unidades de disco óptico, requieren motores para poder moverse y, por tanto, implican el uso de imanes, ya que todos los motores funcionan con imanes.

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Conozca más sobre los imanes y el magnetismo

¿Qué es un imán?

Un objeto que es capaz de producir un campo magnético y de atraer a los polos opuestos y repeler a los polos iguales.

Tipos de imanes

Existen tres tipos de imanes, que son los siguientes:

1. Imán permanente

2. Imán temporal

3. Electroimanes

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Imán permanente

Los imanes permanentes son aquellos imanes que se utilizan habitualmente. Se les conoce como imanes permanentes porque no pierden su propiedad magnética una vez magnetizados.

A continuación se detallan las formas de desmagnetizar los imanes permanentes:

Exponer los imanes a temperaturas extremas.

La atracción magnética entre los átomos del imán se afloja cuando se les golpea.

Acariciar un imán con el otro de forma inadecuada reducirá la fuerza magnética.

Hay cuatro tipos de imanes permanentes:

Cerámicos o de ferrita

Alnico

Cobalto de samario (SmCo)

Neodimio Hierro Boro (NIB)

Imán temporal

Los imanes temporales

 Pueden magnetizarse en presencia de un campo magnético. Cuando se retira el campo magnético, estos materiales pierden su propiedad magnética. Los clavos de hierro y los clips son ejemplos de imanes temporales.

Electroimanes

Los electroimanes están formados por una bobina de alambre enrollada alrededor del núcleo metálico de hierro. Cuando este material se expone a una corriente eléctrica, se genera un campo magnético que hace que el material se comporte como un imán. La fuerza del campo magnético puede controlarse mediante el control de la corriente eléctrica.

El magnetismo

El magnetismo es la fuerza que ejercen los imanes cuando se atraen o repelen. El magnetismo está causado por el movimiento de las cargas eléctricas.

Toda sustancia está formada por pequeñas unidades llamadas átomos. Cada átomo tiene electrones, partículas que llevan cargas eléctricas. Los electrones giran como peonzas alrededor del núcleo del átomo. Su movimiento genera una corriente eléctrica y hace que cada electrón actúe como un imán microscópico.

En la mayoría de las sustancias, un número igual de electrones giran en direcciones opuestas, lo que anula su magnetismo. Por eso se dice que materiales como la tela o el papel son débilmente magnéticos. En sustancias como el hierro, el cobalto y el níquel, la mayoría de los electrones giran en la misma dirección. Esto hace que los átomos de estas sustancias sean fuertemente magnéticos, pero aún no son imanes.

Para magnetizarse, otra sustancia fuertemente magnética debe entrar en el campo magnético de un imán existente. El campo magnético es el área que rodea a un imán que tiene fuerza magnética.

Todos los imanes tienen polos norte y sur. Los polos opuestos se atraen, mientras que los polos iguales se repelen. Cuando se frota un trozo de hierro a lo largo de un imán, los polos que buscan el norte de los átomos del hierro se alinean en la misma dirección. La fuerza generada por los átomos alineados crea un campo magnético. El trozo de hierro se ha convertido en un imán.

Algunas sustancias pueden ser magnetizadas por una corriente eléctrica. Cuando la electricidad pasa por una bobina de alambre, produce un campo magnético. Sin embargo, el campo alrededor de la bobina desaparece en cuanto se apaga la corriente eléctrica.

Importancia de los imanes

Los imanes son una de las cosas que utilizamos en el curso diario de nuestras vidas. No hace falta decir que desempeñan un papel muy importante en nuestras vidas. Debido a sus propiedades magnéticas, las industrias ofrecen imanes para diversos usos. Por ejemplo, imanes, ordenadores, máquinas de resonancia magnética, juguetes, tarjetas de crédito, etc. Se utiliza en varios dispositivos como los que usamos a diario. Existen tipos de imanes permanentes y temporales según sus propiedades magnéticas y su composición. También se dividen en imanes y electroimanes. Algunos imanes son visibles en los dispositivos en los que se utilizan, mientras que otros imanes se fijan en el interior de los dispositivos.

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El uso de los imanes en nuestra vida cotidiana.

Usted entra en contacto con los imanes muchas veces en el curso de su vida diaria. Desempeñan un papel importante en una amplia gama de dispositivos, como simples juguetes, ordenadores, tarjetas de crédito, máquinas de resonancia magnética y equipos empresariales. Los imanes varían en tamaño, desde motas apenas visibles hasta monstruos industriales que pesan toneladas. Aunque algunos son claramente visibles, otros suelen estar escondidos en el interior de electrodomésticos y otros artículos domésticos, médicos y comerciales, haciendo su trabajo de forma silenciosa y sin ser vistos.

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Ordenadores y electrónica

Muchos ordenadores utilizan imanes para almacenar datos en los discos duros. Los imanes alteran la dirección de un material magnético en un disco duro en segmentos que luego representan datos informáticos. Posteriormente, los ordenadores leen la dirección de cada segmento de material magnético para "leer" los datos. Los pequeños altavoces que se encuentran en los ordenadores, televisores y radios también utilizan imanes; dentro del altavoz, una bobina de alambre y un imán convierten las señales electrónicas en vibraciones sonoras.

Energía eléctrica y otras industrias

Los imanes ofrecen muchas ventajas al mundo industrial. Los imanes de los generadores eléctricos transforman la energía mecánica en electricidad, mientras que algunos motores utilizan imanes para volver a convertir la electricidad en trabajo mecánico. En el ámbito del reciclaje, los imanes de las grúas que funcionan con electricidad agarran y mueven grandes piezas de metal, algunas de las cuales pesan miles de kilos. Las minas utilizan máquinas de clasificación magnética para separar los minerales metálicos útiles de la roca triturada. En el procesamiento de alimentos, los imanes eliminan pequeños trozos de metal de los granos y otros alimentos. Los agricultores utilizan imanes para atrapar los trozos de metal que comen las vacas en el campo. La vaca se traga el imán con su comida; al pasar por el sistema digestivo del animal, atrapa los fragmentos de metal.

Salud y medicina

Los imanes se encuentran en algunos equipos médicos de uso común, como las máquinas de resonancia magnética. Los equipos de resonancia magnética utilizan potentes campos magnéticos para generar una señal de radio similar a la de un radar desde el interior del cuerpo, utilizando la señal para crear una imagen clara y detallada de los huesos, órganos y otros tejidos. Un imán de resonancia magnética es muy potente, miles de veces más que los imanes comunes de cocina. Otro uso médico de los imanes es el tratamiento del cáncer. El médico inyecta un líquido sensible al magnetismo en la zona del cáncer y utiliza un potente imán para generar calor en el cuerpo. El calor mata las células cancerosas sin dañar los órganos sanos.

En casa

Aunque no sea obvio, la mayoría de los hogares contienen muchos imanes. Los imanes del frigorífico sujetan papeles, abrebotellas y otros objetos pequeños a la puerta metálica del frigorífico. Una brújula de bolsillo utiliza una aguja magnética para indicar el norte. La banda magnética oscura del reverso de una tarjeta de crédito almacena los datos de forma muy parecida a como lo hace el disco duro de un ordenador. Las aspiradoras, las batidoras y las lavadoras tienen motores eléctricos que funcionan con principios magnéticos. También hay imanes en los teléfonos, los timbres de las puertas, los pesos de las cortinas de baño y los juguetes de los niños.

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Pequeños imanes de neodimio en los smartphones

Los imanes de neodimio (NdFeB) son una parte invisible de todos los teléfonos inteligentes. Estos diminutos imanes son fundamentales para el funcionamiento del teléfono, ya que trabajan silenciosamente entre bastidores dentro de la carcasa del teléfono. Estos imanes internos se utilizan normalmente en el altavoz, el receptor, el motor del modo de vibración, el motor de retroalimentación táptica y el mecanismo de enfoque automático de la cámara. Pequeños imanes de NdFeB en los smartphones.

Los usos externos de los imanes de NdFeB en los teléfonos inteligentes incluyen los auriculares, los audífonos y los cargadores de pared -el tipo de cargadores de pared que utilizan conectores magnéticos-. Dado que los diseños de los altavoces utilizan de 3 a 5 imanes por altavoz, la cantidad de imanes por teléfono se acumula rápidamente. Los teléfonos inteligentes pueden tener hasta 14 imanes pequeños en su interior.

Los primeros imanes para altavoces eran diseños de un solo imán. Pero los teléfonos inteligentes se han vuelto más delgados, y los consumidores exigen un sonido de mayor calidad y fiabilidad de sus teléfonos inteligentes, por lo que ahora el número de imanes en el altavoz ha aumentado a 2-5 imanes, ya que los diseñadores crean factores de forma que son compatibles con estos nuevos requisitos.

Estos imanes se pegan en un ensamblaje que se somete a elevadas temperaturas durante el procesamiento, por lo que los ingenieros deben seleccionar grados de imanes que puedan soportar el calor de estos procesos. Dado que los imanes son tan pequeños, los diseñadores utilizan imanes N48 y N52 -dos de los grados más fuertes disponibles- porque el rendimiento por unidad de volumen es fundamental en espacios tan reducidos. Estos fuertes imanes también se suministran en grados de alta temperatura debido a las temperaturas que ven durante el proceso de unión.

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¿Cómo funcionan los imanes de neodimio?

Los imanes de neodimio (NdFeB) se suministran en grados de temperatura que soportan temperaturas de hasta 230 grados C. Nuestro equipo de tecnología está llevando los límites de la tecnología de imanes de neodimio aún más lejos, ya que nuestros clientes demandan imanes con un producto de alta energía combinado con la capacidad de soportar altas temperaturas para muchas aplicaciones de nueva energía y alta tecnología.

La superficie del imán debe tener suficiente textura para que el adhesivo se fije, por lo que la rugosidad de la superficie debe gestionarse dentro de unos parámetros exactos. Hemos desarrollado procesos especiales para crear la rugosidad superficial exacta requerida para cumplir con estas especificaciones precisas.

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 Uso de los imanes 

El receptor es el micrófono del teléfono. Al igual que los teléfonos con altavoz, los receptores se fabricaban originalmente con un solo imán, pero ahora suelen tener un diseño de dos imanes, y al igual que con los imanes de los altavoces, el diseño de dos imanes se debe al diseño más delgado de los últimos teléfonos inteligentes de alta tecnología.

Los receptores fabricados con imanes de neodimio de alta energía tienen un mayor rango dinámico, proporcionando una reproducción de alta fidelidad del sonido al equipo de procesamiento digital posterior.

Puede sorprender que el motor de autoenfoque sea en realidad un motor de bobina móvil. Un motor de bobina de voz es el que acciona un altavoz de audio, pero los motores de bobina de voz se utilizan en otras aplicaciones en las que la precisión es importante.

Las cámaras de autoenfoque suelen utilizar motores de bobina de voz (VCM) porque los VCM son muy rápidos y precisos en una distancia corta, y están diseñados para mover la cúpula de un altavoz de la misma manera que se mueven las lentes de la cámara. Los motores de autoenfoque utilizan de 2 a 4 imanes por cámara.

Las cámaras de autoenfoque suelen utilizar motores de bobina móvil (VCM) porque los VCM son muy rápidos y precisos a corta distancia, y están diseñados para mover una cúpula de altavoz de la misma manera que se mueven los objetivos de la cámara. Los motores de autoenfoque utilizan de 2 a 4 imanes por cámara.

Las cámaras de autoenfoque suelen utilizar motores de bobina móvil (VCM) porque los VCM son muy rápidos y precisos a corta distancia, y están diseñados para mover una cúpula de altavoz de la misma manera que se mueven los objetivos de la cámara. Los motores de autoenfoque utilizan de 2 a 4 imanes por cámara.

La mayoría de los teléfonos inteligentes tienen ahora un segundo motor de vibración. Es el motor de retroalimentación táptica. ¿Sabe ese pequeño "golpe" que siente cuando pulsa las teclas de su teléfono inteligente? Ese "golpe" proviene del motor de retroalimentación táptica.

La mayoría de los teléfonos inteligentes tienen ahora un segundo motor de vibración. Es el motor de retroalimentación táptica. ¿Sabes ese pequeño "golpe" que sientes cuando pulsas las teclas de tu smartphone? Ese "golpe" proviene del motor de retroalimentación táptica.

Los imanes de neodimio han hecho que los auriculares sean más pequeños, y la calidad del sonido ha mejorado mucho en comparación con los antiguos auriculares fabricados con tecnología más antigua. Los auriculares de alta calidad no existirían sin la miniaturización que permiten los imanes de NdFeB de alta tecnología.

Los imanes de los auriculares son tan pequeños que el volumen de material es reducido. Es cierto, pero fabricamos millones de estos pequeños imanes cada año, por lo que el volumen total de estos pequeños imanes es considerable.

Los altavoces usan imanes. ¿Lo sabias?

Todos los altavoces de audio utilizan imanes permanentes, tanto si el altavoz está en tu coche, en tu equipo de música, en tus auriculares o en tu smartphone. Los imanes permanentes proporcionan la fuerza que hace que se mueva el componente del altavoz que crea el sonido.

¿Qué es el sonido y cómo se crea?

El sonido se crea cuando un objeto vibra, es decir, se mueve. La vibración o el movimiento hace que las moléculas de aire se mueven, dando lugar a ondas de presión variable conocidas como ondas sonoras. Si usted está en contacto con el mismo aire que el objeto, las ondas golpean su tímpano, que también se mueve, y escuchará el sonido. Si la vibración es rápida, el tono del sonido es alto y si la vibración es lenta, el tono del sonido es bajo.

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¿Qué hay en un altavoz?

Ahora que sabemos cómo se crea el sonido, el concepto más básico de un altavoz es mover una superficie de un lado a otro, lo que producirá ondas de presión en el aire. Los altavoces modernos vienen en todas las formas y tamaños y, obviamente, contienen muchos más componentes que un simple trozo de material que vibra, pero en su esencia, siguen siendo dispositivos sorprendentemente simples.

Para convertir una señal eléctrica en sonido, los altavoces utilizan un tipo de electroimán llamado bobina móvil, un imán permanente y un cono que suele ser de papel o plástico, además del cableado, los circuitos y la carcasa.

 

¿Cómo crea el sonido un altavoz?

Como ya hemos dicho, el movimiento del cono de un altavoz es lo que crea el sonido. El cono se mueve por la interacción de los campos magnéticos producidos por la bobina electromagnética y el imán permanente. El imán permanente genera un campo magnético constante, mientras que la bobina móvil puede activarse y desactivarse haciendo pasar una corriente eléctrica a través de ella. Cuando la corriente pasa a través de una bobina móvil, produce un campo magnético de polaridad norte o sur, dependiendo de la dirección de la corriente. Si la corriente se invierte, también se invierte la polaridad del electroimán. La intensidad del campo también puede alterarse modificando la corriente que pasa por la bobina.

En el interior de un altavoz, la bobina está conectada al cono y colocada delante de un imán permanente que está fijo en su posición. Cuando se hace pasar la corriente por la bobina, la dirección de la polaridad de su campo magnético cambia rápidamente. Esto significa que el electroimán es atraído o repelido por el imán permanente moviéndolo, y por lo tanto el cono, de un lado a otro. El cono amplifica las vibraciones creadas por el movimiento de la bobina de voz empujando las ondas sonoras fuera del altavoz y hacia el aire circundante. Para crear un sonido audible, la corriente que pasa por la bobina móvil debe ser manipulada cientos de veces por segundo.

Para reproducir con precisión las distintas frecuencias de una pieza musical, los altavoces de gama alta suelen tener conos de distinto tamaño dedicados a los tonos altos, medios y bajos.

 

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Construya su propio altavoz básico

Un altavoz puede fabricarse con casi cualquier cosa. Si quieres divertirte un poco y aprender un par de cosas sobre cómo se fabrica un altavoz, no hay mejor manera que probar a fabricar el tuyo propio con elementos fáciles de conseguir. Esto es lo que necesitas:

Un vaso de espuma de poliestireno o de papel (un vaso de café de McDonalds o Starbucks está bien)

Un disco magnético de neodimio de 20 mm x 3 mm

Una toma de auriculares. Puedes cortar uno del extremo de un par de auriculares viejos

Aproximadamente un metro de cable de cobre fino

Cinta adhesiva

Pinzas de cocodrilo con cable

Un dispositivo al que conectar el altavoz, como una radio

Dos palos de helado o tiras de cartón grueso

 

Primer paso

Coge el cable de cobre y dale forma de bobina, enrollándolo varias veces. La bobina terminada debe tener un diámetro ligeramente inferior al de la base del vaso. No olvides dejar los dos extremos del cable de cobre fácilmente accesibles.

 

Segundo paso

Da la vuelta a la taza y pega la bobina en el fondo.

 

Tercer paso

A continuación, quite parte del revestimiento aislante del cable de la clavija de los auriculares para dejar al descubierto los cables de cobre.

 

Paso cuatro

Coloque las pinzas de cocodrilo en cada extremo del cable enrollado y en cada uno de los cables de cobre que salen de la toma de auriculares.

 

Paso cinco 

A continuación, pegue los palitos de hielo o la tarjeta sobre la bobina para crear un marco en el que fijar el imán de neodimio.

 

Paso Seis

Fije el neodimio al palo o al marco de la tarjeta. Puedes hacerlo con superglue o cinta adhesiva.

 

Paso Siete

Ahora conecta el conector de los auriculares a tu dispositivo de audio y comprueba si se reproduce.