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Decaimento da energia de um super ímã permanente

Professor Lang,

Em uma de suas explicações você afirma que uma pilha elétrica armazena 1000 vezes mais energia do que um ímã de mesmas proporções (pilha grande 20.000 joules, ímã de neodímio do mesmo tamanho 20 joules). Você poderia dar um exemplo de uma geometria, movimento ou interação entre 2 ímãs destes, que permita um rápido consumo destes 20 míseros joules?

Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/

A energia que referes (20 J) é uma estimativa da autoenergia magnética de um único imã (com um tamanho especificado) conforme a postagem Como se calcula a energia magnética em um ímã?

Esta energia está associada à magnetização do material do qual o imã é constituído e depende do campo magnético que ele produz em todo o espaço interno e externo ao ímã. Se imaginarmos qualquer processo que desoriente completamente os dipolos magnéticos existentes no imã, eliminando assim o campo magnético em todo o espaço interno e externo, esta energia magnética desaparace, aparecendo alguma outra forma de energia (por exemplo energia térmica). Entretanto o “descarregamento” de um imã não é um processo que se possa realizar facilmente pois os materiais utilizados tem a característica de não serem facilmente desmagnetizados de forma espontânea.

Em peças ferromagnéticas indesejavelmente magnetizadas pode-se produzir a desmagnetização por lhe aplicar um campo magnético externo oscilante. Muitas vezes demonstrei em aula desmagnetizando alguma peça com auxílio de um eletroímã alimentado em tensão alternada com frequência da rede (60 Hz).

Um sistema de dois imãs próximos possui energia magnética que não é a soma das suas autoenergias pois a energia magnética do sistema depende da configuração do campo magnético resultante em todo o espaço. 

No vídeo TechInsiderUK/ vemos dois superímãs próximos interagindo, com forças preponderantemente atrativa ou repulsiva. Quando os dois ímãs se atraem, como o campo magnético no espaço entre eles é maior do que o campo de um único ímã, a energia magnética do sistema cresce conforme a distância entre eles seja maior. Portanto quando eles se atraem e a seguir podem se aproximar, a energia magnética diminui, tão mais rapidamente quanto mais rapidamente é o movimento de aproximação. Então quando dois imãs se atraem  e se aproximam ocorre um “descarregamento” da energia magnética. Se os ímas forem quebrados e suas partes separadas também há “descarregamento” de energia magnética.

O que se observa no final do vídeo é que os dois ímãs se atraem, aproximando-se um do outro e violentamente colidindo, fraturando-se os dois ímãs e portanto “descarregando” rapidamente importante parcela da energia magnética, sendo transformada em outras formas de energia. O efeito é impressionanate mas as perdas de energia magnética neste processo obviamente não atingem os valores imaginados pelos que acreditam poder acionar um motor exclusivamente com ímãs por horas, dias ou talvez anos, conforme afirmado nos vídeos sobre os motores magnéticos de “free energy” (que somente funcionam na internet).  Se o estoque de energia magnética representasse apenas uma fração do que os sonhadores das máquinas “maravilhosas” imaginam, o efeito no vídeo seria catastrófico, equivalente a uma violenta explosão que destruiria tudo ao redor.

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