Íman de anel vs Íman de disco: Qual é a diferença?

Os ímanes de anel e os ímanes de disco podem parecer muito semelhantes à primeira vista - afinal, ambos são ímanes permanentes circulares. No entanto, existem algumas diferenças importantes entre estes dois tipos de ímanes em termos da sua forma, orientação do campo magnético e aplicações comuns.

Neste guia completo, abordaremos tudo o que precisa de saber sobre ímanes para anéis vs ímanes de disco, incluindo:

• O que é um íman de anel?
• O que é um íman de disco (íman redondo)?
• As semelhanças entre ímanes de anel e de disco
• 3 principais diferenças entre ímanes de anel e de disco
  • Diferença #1: Furo central
  • Diferença #2: Orientação do campo magnético
  • Diferença #3: Aplicações comuns

Descobrirá também exemplos reais da utilização de ímanes em forma de anel e de disco. Vamos começar!

O que é um íman de anel?

Um íman em forma de anel é um íman circular em forma de donut que tem um orifício no meio, semelhante a um anel.

Os ímanes em anel são geralmente feitos de materiais magnéticos fortes como o neodímio ou o samário-cobalto. Geram um campo magnético intenso, embora sejam relativamente pequenos em tamanho.

A principal caraterística de um íman em anel é a presença do orifício central circular, que permite que o íman deslize sobre outros componentes, como hastes ou rolamentos. Isto torna-os altamente adaptáveis a uma grande variedade de aplicações (mais sobre isto mais tarde).

O que é um íman de disco?

Um íman de disco (também designado por íman redondo ou íman de botão) tem a mesma forma circular geral.

No entanto, ao contrário dos ímanes em forma de anel, os ímanes em forma de disco são sólidos em toda a sua extensão, sem orifício central. São planos em cada lado circular, assemelhando-se a um disco ou a um disco de hóquei.

Os ímanes de disco estão disponíveis numa vasta gama de tamanhos, desde apenas alguns milímetros de diâmetro até vários centímetros de diâmetro. Os ímanes de disco pequenos são frequentemente utilizados para trabalhos manuais, experiências e projectos de bricolage. Os ímanes de disco grandes de nível industrial têm campos magnéticos extremamente fortes e podem levantar milhares de libras.

Agora que já conhece as caraterísticas físicas básicas dos ímanes em forma de anel e de disco, vejamos em que medida são semelhantes e diferentes.

As semelhanças entre ímanes de anel e ímanes de disco

Embora os ímanes de anel e de disco tenham algumas diferenças físicas claras, partilham as seguintes semelhanças:

• Ímanes permanentes: Tanto os ímanes em anel como os ímanes de disco criam campos magnéticos permanentes, o que significa que actuam como ímanes a todo o momento. (Ao contrário dos electroímanes temporários que só produzem campos magnéticos quando a corrente eléctrica passa por uma bobina).
• Orientação polar: Os ímanes em anel e em disco têm pólos "norte" e "sul" em lados opostos, com o campo magnético a circular internamente do pólo norte para o pólo sul.
• Materiais disponíveis: Os ímanes de anel e de disco podem ser fabricados a partir de materiais magnéticos fortes como o neodímio (NdFeB), samário-cobalto (SmCo) e alnico. Alguns ímanes de cerâmica (ferrite) também estão disponíveis nestas configurações.
• Forma circular: Ambos os tipos de ímanes têm uma forma circular geral quando vistos de cima, embora o disco seja sólido enquanto o anel tem um orifício central.

Vejamos agora três das diferenças mais significativas entre estes dois tipos de ímanes que os distinguem em termos de aplicações e capacidades.

3 principais diferenças entre ímanes de anel e ímanes de disco

Diferença #1: Furo central

A diferença física mais óbvia entre os ímanes em anel e os ímanes em disco é a presença ou ausência do orifício central.

Os ímanes em anel têm um espaço aberto no meio que lhes permite deslizar sobre hastes, rolamentos, veios, parafusos, tubos e outros componentes cilíndricos. Esta versatilidade permite aos ímanes em anel interagir com peças móveis em motores, geradores eléctricos, rolamentos e outros sistemas mecânicos.

O orifício também afecta a orientação e a forma do campo magnético. Os ímanes em anel projectam mais do seu magnetismo para fora da circunferência exterior do que da fina secção interior.

Os ímanes de disco, por outro lado, não têm um orifício central que lhes permita encaixar sobre outros componentes. A forma sólida do disco leva a um forte campo magnético que se projecta perpendicularmente a partir das faces circulares planas de ambos os lados.

Diferença #2: Orientação do campo magnético

Devido à diferença de forma, os ímanes em anel e os ímanes em disco têm padrões de campo magnético diferentes.

Orientação do campo do íman de anel

Os ímanes em anel têm pólos magnéticos localizados em lados opostos do anel exterior, com o campo a circular em torno do orifício central. Pense nisto como uma pista de corridas circular com o campo magnético a seguir o anel desde o pólo norte até ao pólo sul.

A presença do orifício influencia fortemente o padrão do campo magnético, pelo que se projecta mais magnetismo a partir do perímetro exterior do anel. Isto dá aos ímanes em anel um maior alcance e permite-lhes exercer força magnética a uma maior distância.

Orientação do campo do íman de disco

Os ímanes de disco projectam um campo magnético uniformemente distribuído perpendicularmente às faces circulares planas do íman. Os pólos magnéticos encontram-se em lados planos diretamente opostos, com o campo a mover-se diretamente através do material sólido do íman.

A forma de disco sólido significa que a densidade do fluxo magnético é semelhante ao longo das faces circulares do íman, com uma modelação mínima em torno de quaisquer aberturas internas.

Diferença #3: Aplicações comuns

Devido às variações de forma, dimensões e propriedades do campo magnético que abordámos, os ímanes em anel e os ímanes em disco tendem a destacar-se em diferentes aplicações do mundo real.

Aplicações de ímanes de anel

Os ímanes em anel são normalmente utilizados em motores, rolamentos, geradores, instrumentos eléctricos, altifalantes e numa série de aplicações de deteção, científicas e industriais.

Os exemplos incluem:

• Rotores em componentes de motores eléctricos
• Fixação de rolamentos de vários tipos
• Segurar e controlar sensores (como os sensores de efeito Hall)
• Focagem de feixes de electrões
• Levantamento e transporte de pequenos objectos metálicos

A forma de anel transforma essencialmente o íman numa pinça muito potente e precisa, capaz de agarrar os componentes, mantendo-os firmemente no lugar, mesmo em sistemas dinâmicos.

O orifício central aberto é a chave para a maioria das aplicações de ímanes em anel, permitindo-lhes deslizar para outras peças e manter a posição de forma fiável.

Aplicações de ímanes de disco

Os ímanes de disco são normalmente utilizados quando é necessária uma superfície de contacto nivelada, não necessitando de qualquer espaço central aberto.

Os exemplos incluem:

• Montagem de sinais, fotografias, obras de arte e acessórios em superfícies metálicas
• Manter as portas abertas
• Fechos magnéticos em caixas de jóias, fechos de caixas de guitarra, portas de frigoríficos, etc.
• Placas metálicas de fixação para manter ferramentas, facas ou acessórios de oficina no lugar
• Levantar e pegar em pequenos objectos metálicos (clipes, alfinetes)
• Construção de esculturas magnéticas, brinquedos, artigos de decoração e muito mais (ímanes de frigorífico)

A forte face magnética plana dos ímanes de disco confere-lhes um incrível poder de fixação através do contacto direto, não necessitando sempre de um componente saliente para se agarrarem.

É claro que existe alguma sobreposição nas aplicações potenciais, mas, em geral, os ímanes em anel e em disco destacam-se devido à sua forma específica e ao alinhamento do campo magnético.