En este post te explicamos qué son los electroimanes y para qué sirven. Así pues, encontrarás cuáles son las diferentes partes de un electroimán, cómo funciona un electroimán y cómo se construye un electroimán.
Índice
¿Qué es un electroimán?
Un electroimán es un tipo de imán que produce un campo magnético mediante una corriente eléctrica. Por lo tanto, cuando la corriente eléctrica deja de circular, el campo magnético se elimina y el electroimán deja de actuar.
Los electroimanes están formados por un gran número de aspiras muy próximas entre sí enrolladas alrededor de un material ferromagnético. De manera que cuando circula corriente por las espiras, el material ferromagnético concentra el flujo magnético y crea un campo magnético potente.
El electroimán fue inventado en 1825 por el físico británico William Sturgeon. Para ello, se basó en el experimento de Oersted, en el cual se demostraba que una corriente eléctrica crea un campo magnético a su alrededor.
Cabe destacar que el electroimán tiene una gran ventaja respecto otros tipos de imanes, ya que permite cambiar el campo magnético controlando la corriente eléctrica que circula por el devanado. Así pues, se puede conectar o desconectar rápidamente el electroimán conectando o desconectando la fuente de alimentación.
Partes de un electroimán
Las partes de un electroimán son las siguientes:
- Núcleo magnético: se trata de una barra de material ferromagnético, normalmente hierro, alrededor del cual se enrolla el cable por el que pasa la electricidad. El núcleo magnético aumenta la intensidad del campo magnético creado.
- Cable: es un hilo de alambre que se enrolla alrededor del núcleo magnético y por el cual circula la corriente eléctrica que genera el campo magnético.
- Fuente de alimentación: es el generador de la corriente eléctrica que crea el campo magnético en el electroimán. Puede ser corriente continua o corriente alterna.
¿Cómo funciona un electroimán?
El funcionamiento de un electroimán se basa en los resultados del experimento de Oersted, en el que se determinó que una corriente eléctrica genera un campo magnético a su alrededor.
Así pues, se enrolla el cable por el que circula la corriente alrededor de un material ferromagnético para aumentar el campo creado por la corriente. De esta forma se puede conseguir que el electroimán haga una fuerza magnética mayor.
Por lo tanto, el campo magnético que crea un electroimán se puede regular haciendo variar la intensidad de la corriente eléctrica que genera la fuente de alimentación, incluso se puede conectar o desconectar el electroimán de manera prácticamente instantánea enciendo o apagando la fuente de alimentación.
El sistema de funcionamiento de un electroimán se utiliza en muchos dispositivos electrónicos, como por ejemplo motores, generadores, relés o altavoces.
¿Cómo hacer un electroimán?
Para hacer un electroimán de manera sencilla debes seguir los siguientes pasos:
- Coge un material ferromagnético, como por ejemplo una barra de hierro o un clavo de hierro, y enrolla sobre él un cable. Las vueltas del cable deben quedar apretadas y no deben sobreponerse. Asimismo, los extremos del cable deben quedar libres.
- Conecta los dos extremos del cable a una pila.
- Con los extremos conectados a la pila, acerca el clavo a un clip o tornillo, verás que se mueve debido al campo magnético que crea el electroimán.
- El campo magnético desparecerá cuando desconectes el cable de la pila.
Fuerza de un electroimán
La fuerza magnética que ejerce un electroimán se puede calcular mediante la siguiente fórmula:
Donde:
es la fuerza magnética expresada en newtons (N).
es la intensidad del campo magnético, expresado en teslas (T).
es el área de las caras de los polos expresada en metros cuadrados (m2).
es la permeabilidad magnética del vacío.
Por otro lado, el campo magnético que genera un electroimán se puede determinar con la siguiente fórmula
Donde:
- es la intensidad del campo magnético, expresado en teslas (T).
es la permeabilidad magnética del vacío.
es el número de espiras del cable en torno al electroimán.
es la intensidad de la corriente eléctrica que circula por el cable, expresada en amperios (A).
es longitud de la bobina expresada en metros (m).
Aplicaciones de los electroimanes
Los electroimanes tienen una amplia gama de aplicaciones en diversos campos, a continuación te mostramos algunas de las más comunes:
- Industria automotriz: los electroimanes se utilizan en sistemas de control de motores, como en los actuadores de las cerraduras de las puertas, los sistemas de frenado antibloqueo (ABS) y los sistemas de dirección asistida eléctrica (EPS).
- Medicina: en resonancias magnéticas, los electroimanes se utilizan para producir campos magnéticos fuertes y uniformes que permiten obtener imágenes detalladas del interior del cuerpo humano.
- Tecnología de la información: los discos duros y las unidades de cinta magnética usan electroimanes para escribir y leer datos. Los electroimanes también se utilizan en impresoras y copiadoras para generar campos magnéticos que guíen el movimiento de las cabezas de impresión y los cartuchos de tinta.
- Generación de energía: en generadores y motores eléctricos, los electroimanes son fundamentales para convertir energía eléctrica en energía mecánica y viceversa.
- Reciclaje de metales: en plantas de reciclaje de metales, los electroimanes se utilizan para separar metales ferrosos de otros materiales mediante la atracción magnética.
Electroimán y imán permanente
Para terminar, veremos cuál es la diferencia entre un electroimán y un imán permanente, ya que son dos tipos de imanes que se utilizan mucho en ingeniería.
Un imán permanente es un tipo de imán que mantiene su estado de magnetización en el tiempo. Así pues, un imán permanente genera su propio campo magnético, mediante el cual puede atraer o repeler a otros cuerpos.
Por lo tanto, la diferencia entre electroimán y un imán permanente es que en un electroimán se puede hacer variar el campo magnético ya que es generado por una corriente, en cambio, un imán permanente tiene un campo magnético propio que no se puede variar.
