Electromagnetismo

El descubrimiento de la relación entre el magnetismo y la electricidad fue, como tantos otros descubrimientos científicos, topados casi por accidente. El físico danés Hans Christian Oersted estaba dando una conferencia un día de 1820 sobre la posibilidad de la electricidad y el magnetismo relacionados entre sí, y en el proceso lo demostró de manera concluyente mediante un experimento frente a toda su clase.

Al pasar una corriente eléctrica a través de un cable metálico suspendido sobre una brújula magnética, Oersted pudo producir un movimiento definido de la aguja de la brújula en respuesta a la corriente. Lo que comenzó como una conjetura al comienzo de la sesión de clase se confirmó como un hecho al final. No hace falta decir que Oersted tuvo que revisar sus apuntes para clases futuras. Su fortuito descubrimiento allanó el camino para una nueva rama de la ciencia: electromagnetismo.

Experimentos detallados demostraron que el campo magnético producido por una corriente eléctrica siempre está orientado perpendicular a la dirección del flujo. Un método simple para mostrar esta relación se llama regla de la mano derecha . En pocas palabras, la regla de la mano derecha dice que las líneas de flujo magnético producidas por un cable portador de corriente estarán orientadas en la misma dirección que los dedos curvados de la mano derecha de una persona (en la posición de "autostop"), con el pulgar apuntando hacia la dirección del flujo de corriente convencional:

El campo magnético rodea este trozo recto de cable portador de corriente; las líneas de flujo magnético no tienen polos definidos "norte" o "sur".

Si bien el campo magnético que rodea un cable portador de corriente es realmente interesante, es bastante débil para cantidades comunes de corriente, capaz de desviar la aguja de una brújula y no mucho más. Para crear una fuerza de campo magnético más fuerte (y, en consecuencia, más flujo de campo) con la misma cantidad de corriente eléctrica, podemos envolver el cable en forma de bobina, donde los campos magnéticos que circulan alrededor del cable se unirán para crear un campo más grande con una polaridad magnética definida (norte y sur):

La cantidad de fuerza de campo magnético generada por un alambre enrollado es proporcional a la corriente a través del alambre multiplicada por el número de "vueltas" o "vueltas" del alambre en la bobina. Esta fuerza de campo se llama fuerza magnetomotriz (mmf), y es muy análoga a la fuerza electromotriz (E) en un circuito eléctrico.

Un electroimán es un trozo de alambre destinado a generar un campo magnético con el paso de corriente eléctrica a través de él. Aunque todos los conductores portadores de corriente producen campos magnéticos, un electroimán generalmente se construye de tal manera que maximiza la fuerza del campo magnético que produce para un propósito especial. Los electroimanes encuentran una aplicación frecuente en la investigación, la industria, la medicina y los productos de consumo.

Como imán controlable eléctricamente, los electroimanes encuentran aplicación en una amplia variedad de dispositivos "electromecánicos":máquinas que provocan fuerza mecánica o movimiento a través de la energía eléctrica. Quizás el ejemplo más obvio de una máquina de este tipo es el motor eléctrico .

Otro ejemplo es el relevo , un interruptor controlado eléctricamente. Si se construye un mecanismo de contacto de interruptor de modo que pueda ser accionado (abierto y cerrado) mediante la aplicación de un campo magnético, y se coloca una bobina de electroimán en las inmediaciones para producir ese campo requerido, será posible abrir y cerrar el interruptor mediante la aplicación de una corriente a través de la bobina. En efecto, esto nos da un dispositivo que permite que la electricidad controle la electricidad:

Los relés se pueden construir para activar múltiples contactos de interruptor, o operarlos en "reversa" (energizar la bobina se abrirá el contacto del interruptor y desconectar la bobina permitirá que se cierre por resorte de nuevo).

REVISAR:

• Cuando la corriente fluye a través de un conductor, se producirá un campo magnético alrededor de ese conductor.
• La regla de la mano derecha establece que las líneas de flujo magnético producidas por un cable portador de corriente estarán orientadas en la misma dirección que los dedos curvados de la mano derecha de una persona (en la posición de "autostop"), con el pulgar apuntando hacia la dirección del flujo de corriente convencional.
• La fuerza del campo magnético producida por un cable portador de corriente se puede aumentar considerablemente si se le da forma al cable en una bobina en lugar de en una línea recta. Si se enrolla en forma de bobina, el campo magnético se orientará a lo largo del eje de la longitud de la bobina.
• La fuerza del campo magnético producida por un electroimán (llamada fuerza magnetomotriz , o mmf), es proporcional al producto (multiplicación) de la corriente a través del electroimán y el número de "vueltas" de bobina completas formadas por el cable.

HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS:

• Hoja de trabajo de electromagnetismo intermedio e inducción electromagnética
• Hoja de trabajo básica de electromagnetismo e inducción electromagnética