Para poder entender el correcto funcionamiento del electroimán se debe tener en claro su concepto y su historia. Esto nos llevara a sus usos dentro de la vida cotidiana. En consecuencia a la importancia que tiene dentro de la sociedad y mayormente en la industria y tecnología.
El electroimán a un tipo de imán artificial, el cual se fabrica al generar un campo magnético, cuando se pone en circulación una corriente eléctrica. En el momento en que la corriente eléctrica deja de circular, el electroimán deja de funcionar ya que el campo magnético sufre una interrupción.
Este dispositivo se compone por lo general de una bobina. La cual es un alambre (generalmente de cobre, pero puede variar) que se encuentra enrollado en una espiral ajustada. La bobina que encuentra alrededor el núcleo que puede estar compuesto por materiales como el aire, cerámica, ferromagnético o chapa de hierro.
La bobinas son consideradas componentes eléctricos por lo tanto al dejar pasar la corriente eléctrica. SE encuentra en combinación con el núcleo inicia la creación de un campo magnético. De esta manera se genera un electroimán, el cual es en si un Imán más potente. Siempre y cuando cuente con una fuente de alimentación de electricidad constante.
La Historia del Electroimán
En el año de 1820, un científico llamado Hans Christian Oersted, de origen danés, descubrió que los campos magnéticos pueden ser creados por corrientes eléctricas. Casi en la misma época un fisco francés llamado André-Marie Ampere demostró que se podía magnetizar introduciendo un solenoide a un núcleo de hierro.
Fue el conjunto de estos dos descubrimientos que permitió en 1824 a William Sturgeon, un científico británico, desarrollar el electroimán como lo conocemos. En su primer prototipo formo una herradura en hierro (barnizado como aislante), envuelta en una espiral de 18 vueltas de alambre de cobre (bobina). Al pasar la corriente eléctrica por la bobina, la herradura se magnetizo y empezó a atraer objetos metálicos, posteriormente al cortar la corriente eléctrica se perdió la magnetización.
Este prototipo de Sturgeon que solamente pesaba 200 gramos, logro atraer mientas estaba magnetizado un peso en objetos metálicos de unos 4 kilos. Sin embargo como el alambre de cobre no estaba aislado solo permitía dar una vuelta a la herradura, limitando la fuerza del electroimán, al no tener más capas de alambre.
Para 1830 el estadounidense Joseph Henry, logro aislar el alambre de cobre con un hilo de seda, permitiendo dar miles de capas al núcleo. De esta manera su electroimán logro atraer un peso de 935, 76Kg mientras la corriente eléctrica magnetizaba el núcleo, popularizando así al Electroimán..
El Funcionamiento del Electroimán
El material por excelencia para ser utilizado en un electroimán es por lo general el hierro, el cual esta compuesto por unas pequeñas regiones a las que se le denominan dominios magnéticos. Estas regiones suelen funcionar como imanes y antes que de inicio el flujo de la corriente eléctrica, estos dominios están dispuestos en direcciones al azar. Lo que los hace anular su campo magnético entre si.
En el momento en que la corriente eléctrica empieza a fluir por la bobina, formada por miles de capas de alambre de cobre. El campo magnético que se genera se adentra en el hierro del núcleo y produce que los dominios magnéticos comiencen a girar, hasta que se alinean de manera paralela. De esta manera el campo magnético generado inicia su expansión en el espacio que rodea al imán.
De esta manera cuanto mayor sea la cantidad de corriente eléctrica que fluya por la bobina, mayor será la cantidad de dominios alineados y por tanto mayor el tamaño del campo magnético. Cuando se llega al punto en que todos los dominios se encuentran alineados, no importa si aumenta la corriente eléctrica, esto no afecta el campo magnético, llamando a este fenómeno Saturación.
La Finalización del Flujo Eléctrico
En el momento en que la corriente eléctrica se detiene, la mayoría de los dominios en el núcleo pierden su dirección y empiezan a moverse de manera aleatoria, poniendo fin al campo magnético. Sin embargo algunos de los dominios continuaran alineados sin perder su dirección de magnetización permitiendo que continúen como un débil imán permanente, a esto se le llama Remanencia.
En caso de necesitar que se reorienten los dominios, se debe pasar una corriente alterna decreciente por el alambre de la bobina, separar el núcleo, calentarlo a mas de 770 grados (punto de Curie) o golpearlo. De esta manera se debilita o desaparece el campo residual.
Usos del Funcionamiento del Electroimán
Actualmente los electroimanes son muy utilizados en la vida cotidiana, principalmente se usan para el funcionamiento de las maquinas o equipos. La industria es su mayo campo de trabajo y esto se debe a que a diferencia de los imanes permanentes, en los electroimanes se puede manipular su corriente eléctrica. Sin embargo siempre necesitara una fuente continua de electricidad a diferencia de los imanes permanentes.
Entre los interminables usos que se le puede dar a los electroimanes podemos destacar los siguientes:
- Forman parte de los componentes en los interruptores de electricidad.
- En los automóviles se pueden encontrar en los embriagues o frenos electromagnéticos.
- Los tranvías los utilizan en los frenos para adherirlo a la vía.
- La grúas los usan para levantar grandes objetos, de esta manera se separa lo metálico de otra chatarra en los centros de reciclaje.
- Los trenes de levitación magnética, los usan para levitar evitando que toquen la pista.
- También so requeridos en los motores lineales y los eléctricos.
- Casi todos los electrodomésticos que necesiten electricidad poseen en su interior un pequeño electroimán. Como es el caso de las lavadoras, licuadoras, aspiradoras, secadoras, timbres, altavoces, microondas, refrigeradoras, ventiladores, entre otros.
Por ejemplo en las bobinas se utiliza alambre de cobre porque es más barato que la plata que es un mejor conductor, pero si necesitamos aligerar peso se puede reemplazar por aluminio. En cuanto al núcleo se puede utilizar cerámica, hierro o aire, entre otros materiales.
En conclusión, gracias al funcionamiento del electroimán y a su gran versatilidad de usos, es cada vez más común encontrarlo en los objetos que utilizamos diariamente. Su conformación puede variar dependiendo de las exigencias de lo que se necesite pero su funcionamiento sigue siendo vital. .
