Ciencias naturales básicas



Electroimanes y sus aplicaciones: definición y características

Los electroimanes, son imanes cuyo campo magnético, se produce mediante el flujo de corriente eléctrica a través de una bobina. Si dentro de la bobina hay un núcleo de hierro, el campo magnético se refuerza notablemente.

Los electroimanes están reemplazando, en la mayoría de las aplicaciones, a los imanes naturales y artificiales por varias razones.

Primero, los imanes naturales y artificiales tienen campos magnéticos reducidos, constantes e incontrolables. Por el contrario, los electroimanes pueden generar campos magnéticos muy grandes. Segundo, estos campos se pueden variar al cambiar las características de las bobinas o al cambiar la intensidad de la corriente que fluye por ellas. Además, se controlan al suspender o activar dicha corriente.

Aplicaciones de los electroimanes

Para entender las aplicaciones de los electroimanes, es necesario recodar dos características del electromagnetismo:

  1. Un campo magnético es capaz de generar una corriente eléctrica. Este fenómeno es visible, cuando una dínamo enciende las luces de una bicicleta o cuando el alternador de un carro recarga la batería.
  2. Una corriente eléctrica es capaz de generar un campo magnético. Esta característica es notoria cuando se conecta un motor. La corriente genera el campo magnético que hace girar el rotor.

La principal aplicación de la primera característica está relacionada con la generación de corriente eléctrica. La energía mecánica obtenida del agua, del viento o del vapor de agua, se usa para mover un imán dentro de una bobina. Dicho movimiento genera una corriente eléctrica que se transporta y almacena generalmente en otras bobinas (transformadores), para ser utilizada posteriormente.

Entre las aplicaciones de la segunda característica, los aparatos que utilizan electroimanes, son múltiples. Los motores, los timbres y los relevadores o relés, están entre los más notables. Los relés, por ejemplo, se usan como válvulas electrónicas para abrir y cerrar puertas y llaves de agua en las lavadoras; y para controlar circuitos eléctricos y electrónicos. También como interruptores automáticos; y como temporizadores entre otras funciones.

Michael Faraday, fue uno de los primeros en establecer los vínculos entre la electricidad y el magnetismo. El electromagnetismo es hoy, uno de los campos más importantes de la física.

Ejemplo de una aplicación de los electroimanes: El timbre.

Para estudiar el modo como funciona, veamos de qué se compone, según lo ilustra el esquema. En el centro tenemos un electroimán con su bobina, la cual está alimentada con dos pilas en serie, el martillo, la campanilla y un pulsador.

Funcionamiento

Para que un circuito eléctrico funcione, este debe estar cerrado. De esta manera, la corriente sale de las pilas, recorre los elementos del circuito y regresa a ellas.

En su posición normal, el martillo está en contacto con el tornillo. Al oprimir el pulsador, el circuito se cierra y la corriente circula por la bobina. Entonces, el electroimán se activa y atrae el martillo, el cual golpea la campanilla. Pero, al mismo tiempo, el martillo se separa del tornillo abriendo el circuito, con lo cual el electroimán se desactiva y el martillo vuelve a su posición inicial. Si se mantiene oprimido el pulsador, el ciclo se reiniciará haciendo que el martillo golpee una y otra vez, generando el sonido propio del timbre.

Electroimanes
Figura 1.

Términos clave

Taller de lectura

  1. ¿Qué es un electroimán?
  2. Escriba las razones por las cuales los electroimanes han reemplazado a los imanes naturales y artificiales en la mayoría de las aplicaciones.
  3. Escriba las dos características del electromagnetismo.
  4. Describa la manera como se genera la corriente eléctrica.
  5. Dé 3 ejemplos de las aplicaciones de la segunda característica del electromagnetismo.
  6. Escriba 5 ejemplos de uso de los relés o relevadores.
  7. Escriba los 6 componentes del timbre representado en el esquema.
  8. Copie la descripción de la manera en que funciona un timbre.
  9. Dibuje el esquema del timbre con sus componentes.
  10. Escriba el significado de los 7 términos clave, definidos en la lectura.