Uma trava magnética pode ser negada ou superada por um eletroímã mais forte?


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As fechaduras magnéticas parecem bastante comuns nas portas de edifícios modernos, mas questiono sua confiabilidade quando comparadas a uma fechadura tradicional e mecânica. Percebo que a força necessária para afastar uma porta de uma boa fechadura eletromagnética certamente seria suficiente para danificar a porta ou a estrutura, assim como seria com uma fechadura mecânica.

No entanto, se você tivesse um eletroímã forte o suficiente, não seria possível negar uma trava magnética prendendo seu eletroímã de polaridade oposta na parte externa da porta, em frente ao ímã no interior, para que, quando ativado, o ímã externo dominar a atração entre o ímã interno e o material magnético na porta, abrindo efetivamente a porta trancada?

Nesse caso, acho que isso seria uma grande desvantagem quando comparado a uma trava mecânica tradicional. Não que um eletroímã poderoso e portátil seja necessariamente algo prontamente disponível e acessível, mas ...

Ignorar a praticidade de possuir e operar um eletroímã tão poderoso, isso é algo plausível de se fazer?


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Eu não acho que os ladrões achem o transporte de eletroímãs suficientemente grandes para ser particularmente prático.
Paul #

Certo. E isso faz sentido. Acho que estou disposto a jogar fora a praticidade disso; só quero saber se é possível, ou se há algum motivo para que não funcione.
Taylor Lopez

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Não posso dizer que concordo com "a força que seria necessária para realmente afastar uma porta da fechadura eletromagnética seria suficiente para destruir completamente a porta" - meus corredores da universidade usavam fechaduras eletromagnéticas, e elas podiam ser abertas puxando o suficiente duro na maçaneta da porta. (Notas: provavelmente existem sistemas de portas eletromagnéticas melhor disponíveis. Este tinha um eletroímã na parte superior. Ao puxar a maçaneta no meio da porta, suspeito que erguer era importante em nossa capacidade de superar o ímã, em vez de apenas força normal).
AndyT 4/11

@ AndyY sim, isso faz sentido. Então, talvez "destruir completamente" esteja indo longe demais, mas certamente isso danificaria a porta e potencialmente a moldura também. Mesmo deixar as portas abertas pode ser ruim para o sistema, porque quando o chassi tenta acionar novamente as fechaduras magnéticas, ele deforma o chassi.
Taylor Lopez

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Um ímã de neodímio de cerca de 0,5 kg forneceria um campo magnético tão forte quanto o eletroímã da porta, a uma distância igual à espessura da moldura da porta. Embora isso criasse outros problemas ... transportar essas coisas não é uma tarefa fácil, variando facilmente entre comédia e tragédia.
SF.

Respostas:


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Eu acho que pode ser possível, mas mais difícil do que parece à primeira vista.

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Não sei disso, mas desconfio que os três pólos estejam dispostos como sul-norte-sul (ou vice-versa) e que a bobina seja enrolada, empurrada para dentro das fendas pretas e colocada em posição. Quando o (eletro) ímã atinge o detentor, o circuito magnético é fechado. Como qualquer pessoa que tenha brincado com um ímã em ferradura saberá, abrir o circuito fechado é muito difícil. Interferir com este circuito fechado a partir do exterior seria muito difícil devido à permeabilidade relativamente baixa do ar em relação ao ferro. O ferro é cerca de 5.000 vezes mais permeável que o ar.

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Aqui podemos ver que, com a trava aberta, as faces expostas são pólos do eletroímã. Observe também que o caminho magnético é duas vezes maior no pólo central do que nos pólos superior e inferior, de modo que a densidade do fluxo é razoavelmente constante. Uma vez que a trava fecha, o fluxo forma um loop através do núcleo de ferro.

Eu acho que é improvável que o cancelamento magnético seja prático.


Excelente resposta. Eu não estava pensando em tiras diferentes de ímãs com polarização diferente, mas é claro que seria assim que funcionaria; isso parece complicar o problema o suficiente para segurança. Obrigado!
Taylor Lopez

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É ainda melhor do que tiras de ímãs com polarização diferente - são as extremidades opostas do mesmo ímã - daí minha analogia com o ímã em ferradura.
Transistor

Ah, peguei. Isso ajuda a entender melhor o que está acontecendo aqui. Obrigado.
Taylor Lopez

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Sim, você pode negar ou desviar um ímã eletrônico ativamente. As fechaduras eletromagnéticas das portas mais antigas usam ímãs permanentes e eletroímãs híbridos chamados ímãs ligados. O ímã é bloqueado quando a energia é desligada, permitindo que o ímã permanente fique preso. Quando a eletricidade é aplicada, ele cria um campo que neutraliza temporariamente o ímã permanente, permitindo que ele seja liberado; assim, quando a energia acabar, o padrão é bloqueado como em um manicômio. Enquanto a porta está aberta, alguém pode facilmente despolarizar ou desmagnetizar o lado do ímã permanente andando e segurando um ímã muito mais forte de norte a norte ou de sul a sul rapidamente e enfraquecendo permanentemente a força do ímã permanente da porta.


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Muitas das respostas aqui são muito interessantes, mas a relação inversa de campos magnéticos e força magnética deve ser considerada. se dois ímãs atraentes estão a uma certa distância (digamos 1 polegada), sua atração é, por exemplo, 2 lb. se os dois ímãs estão separados por 1/2 polegada, sua força atraente é 4 libras e um quarto de polegada 16 libras. todos os números simplificados. Em uma trava magnética, as duas unidades estão se tocando e, portanto, são muito fortes. qualquer força magnética externa aplicada à parte externa de uma porta seria a espessura da porta (mais um pouco) longe do eletroímã. para superar um ímã de alcance médio de 800 lbf, você precisaria de um eletroímã muito maior (exponencial). isso parece ser tanto uma questão de física quanto uma questão de engenharia. Se você tem uma hora, esse cara é muito envolvente e desmistifica ímãs e eletroímãs de uma só vez.

https://www.youtube.com/watch?v=WxitGR-9qGA

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