El artículo describe qué es un electroimán, según qué principio está dispuesto y en qué áreas se utiliza este tipo de imán.
Magnetismo
Probablemente, una de las reacciones físicas más sorprendentes pero simples es el magnetismo. Hace más de tres mil años, muchos científicos de la antigua Grecia y China conocían las propiedades inusuales de las "piedras magnéticas".
En nuestro tiempo, no sorprenderá a nadie con imanes, ni siquiera con los más potentes, basados en neodimio. A menudo se venden como baratijas o se pueden encontrar dentro de varios aparatos y mecanismos. Sin embargo, pocas personas saben lo importante que es el magnetismo para el progreso científico y tecnológico.
Pero a principios del siglo XIX, se creó un dispositivo como un electroimán. Entonces, ¿qué es un electroimán, cómo funciona y dónde se usa? Hablaremos de esto en este artículo.
Definición
Un electroimán es un dispositivo especial cuya operación crea un campo magnético cuando se le aplica una corriente eléctrica. La mayoría de las veces, los electroimanes constan de un devanado primario y un núcleo que tiene propiedades ferromagnéticas.
El devanado generalmente está hecho de alambre de cobre o aluminio de variosespesor, necesariamente cubierto con aislamiento. Pero también existen electroimanes hechos de materiales superconductores. Los circuitos magnéticos en sí están hechos de acero, aleaciones de hierro y níquel o hierro fundido. Y para minimizar las pérdidas por corrientes de Foucault, los circuitos magnéticos están hechos estructuralmente de un conjunto completo de láminas delgadas. Ahora sabemos qué es un electroimán. Echemos un vistazo más de cerca a la historia de este útil dispositivo.
Historia
El creador del electroimán es William Sturgeon. Fue él quien en 1825 fabricó el primer imán de este tipo. Estructuralmente, el dispositivo era una pieza cilíndrica de hierro alrededor de la cual se enrollaba un grueso cable de cobre aislado. En el momento en que pasaba a través de ella una corriente eléctrica, la varilla metálica adquiría las propiedades de un imán. Y cuando se interrumpió el flujo de corriente, el dispositivo perdió inmediatamente todo magnetismo. Es esta cualidad, encender y apagar si es necesario, lo que permite el uso de electroimanes en una serie de campos tecnológicos e industriales.
Hemos considerado la cuestión de qué es un electroimán. Ahora veamos sus principales tipos. Se dividen según el método de creación de un campo magnético. Pero su función sigue siendo la misma.
Vistas
Los electroimanes son de los siguientes tipos:
- CC neutral. En tal dispositivo, el flujo magnético se crea por medio de una corriente eléctrica directa que pasa a través del devanado. Esto significa que la fuerza de atracción de tal electroimán varía dependiendo solo de la magnitudcorriente, y no de su dirección en el devanado.
- CC polarizada. La acción de un electroimán de este tipo se basa en la presencia de dos flujos magnéticos independientes. Si hablamos de polarización, entonces su presencia generalmente es creada por imanes permanentes (en casos raros, electroimanes adicionales), y es necesaria para crear una fuerza de atracción cuando el devanado está apagado. Y la acción de tal electroimán depende de la magnitud y dirección de la corriente eléctrica que se mueve en el devanado.
- CA. En tales dispositivos, la bobina del electroimán es alimentada por electricidad de corriente alterna. En consecuencia, con cierta periodicidad, el flujo magnético cambia de dirección y magnitud. Y la fuerza de atracción varía solo en magnitud, por lo que "pulsa" desde un valor mínimo hasta un valor máximo con una frecuencia que es el doble de la frecuencia de la corriente eléctrica que la alimenta.
Ya nos hemos familiarizado con qué tipos de ellos son. Ahora considere ejemplos del uso de electroimanes.
Industria
Probablemente todos al menos una vez, pero vieron una variedad de dispositivos como un electroimán elevador. Se trata de una "tortita" gruesa de varios diámetros, que tiene una gran fuerza de atracción y se utiliza para transportar carga, chatarra y en general cualquier otro metal. Su conveniencia radica en el hecho de que basta con apagar la alimentación, y toda la carga se desengancha inmediatamente, y viceversa. Esto simplifica enormemente el proceso de carga y descarga.
Fuerzaelectroimán, por cierto, se calcula mediante la siguiente fórmula: F=40550∙B^2∙S. Considerémoslo con más detalle. En este caso, F es la fuerza en kilogramos (también se puede medir en Newton), B es el valor de inducción y S es el área de superficie de trabajo del dispositivo.
Medicina
Ya a fines del siglo XIX, los electroimanes se usaban en medicina. Un ejemplo de ello es un aparato especial que podría eliminar cuerpos extraños (virutas de metal, óxido, escamas, etc.) del ojo.
Y en nuestro tiempo, los electroimanes también se usan ampliamente en medicina, y probablemente uno de estos dispositivos del que todos han oído hablar es la resonancia magnética. Funciona sobre la base de la resonancia nuclear magnética y, de hecho, es un electroimán enorme y poderoso.
Técnica
También se utilizan imanes similares en diversas técnicas y electrónica, y en el ámbito doméstico, por ejemplo, como cerraduras. Estas cerraduras son convenientes porque son muy rápidas y fáciles de usar, pero al mismo tiempo son suficientes para desconectar el edificio en caso de emergencia, y todas ellas se abrirán, lo cual es muy conveniente en caso de incendio.
Y, por supuesto, el funcionamiento de todos los relés se basa en los principios del electromagnetismo.
Como puede ver, este es un dispositivo muy importante que ha encontrado aplicación en varios campos de la ciencia y la tecnología.
