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¿Qué son los electroimanes? Funcionamiento, uso y ejemplos

¿Qué son los electroimanes? Funcionamiento, uso y ejemplos

Un electroimán es un tipo de imán en el que el campo magnético es producido por el flujo de una corriente eléctrica. Si el flujo de corriente eléctrica desaparece también desaparece el campo magnético y el efecto dimanante del mismo.

¿Qué son los electroimanes? Funcionamiento, uso y ejemplosExisten diferentes tipos de electroimanes según la dirección de la corriente y la potencia deseada. Entre ellos destacamos los de corriente circular, de corriente continua, rectangulares y los de accionamiento.

¿Cómo funciona un electroimán?

Un electroimán funciona gracias a la propiedad que experimentan todos los conductores eléctricos: cuando por un conductor circula una corriente siempre se genera un campo magnético. 

El electroimán más simple es un trozo de cable metálico enrollado en forma de bobina. Una bobina con la forma cilíndrica con el cable enrollado en forma de hélice (similar a un sacacorchos en forma de tirabuzón) suele recibir el nombre de solenoide; un solenoide cerrado sería un toroide. Los extremos del cable están conectados a una fuente de alimentación.

¿Qué son los electroimanes? Funcionamiento, uso y ejemplosSe pueden producir campos magnéticos más fuertes si dentro de la bobina se pone un núcleo de un material paramagnético o ferromagnético, habitualmente se utiliza un núcleo de hierro dulce. El núcleo concentra el campo magnético de manera que será más intenso que si sólo hubiera el arrollamiento de la bobina.

Un electroimán puede funcionar tanto con corriente alterna como con corriente continua.

Los campos magnéticos originados por las bobinas siguen una forma de la regla de la mano derecha. Si los dedos de la mano izquierda son curvados en la dirección del flujo de la corriente de electrones a través de la bobina, el pulgar apunta en la dirección de la fuerza magnética.

El lado del imán del que surgen las líneas de campo es considerado como el Polo Norte.

¿Quién inventó el electroimán?

El inventor del electroimán fue el físico inglés William Sturgeon, en 1825.

El primer electroimán era una pieza de hierro en forma de herradura rodeada por un bobinado. En esta herradura, cuando la corriente pasaba por la bobina del electroimán se magnetizaba y cuando cesaba se desmagnetizar.

Sturgeon demostró las propiedades magnéticas del electroimán levantando unos 4 Kg con una pieza de hierro de menos de 200 gramos con un arrollamiento por el que pasaba la corriente de una batería de una única celda.

Además Sturgeon podía regular su electroimán variando la intensidad de la corriente eléctrica.

Ejemplos de uso de los electroimanes

Estos elementos se pueden utilizar directamente o indirectamente. En ambos casos podemos encontrar los siguientes ejemplos:

  • Para desviar partículas cargadas eléctricamente, como en tubos de rayos catódicos, o aceleradores de partículas.

  • Para levantar grandes masas de hierro. Algunas grúas utilizan potentes electroimán industriales para enganchar y levantar chatarra de hierro.

  • Motores eléctricos. Los motores eléctricos funcionan utilizando esta tecnología.

  • Generadores eléctricos. Funciona de la misma manera que en los motores eléctricos pero en sentido inverso.

  • Cierre de contactos eléctricos en los relés o operar válvulas en las electroválvulas.

  • Activar cerraduras eléctricas

  • Mover el cabezal de un disco duro

  • Frenos y embragues electromagnéticos de los automóviles.

  • Para separar magnéticamente metales en centros de reciclaje.

  • Los trenes de levitación magnética usan esta tecnología para flotar y reducir enormemente las pérdidas por frotamiento con la vía.

Ejemplo de uso en puertas automáticas

Otro ejemplo de uso es en el campo de las cerraduras, donde se utiliza para mantener una puerta cerrada, asegurando su apertura en caso de un corte de energía.

Hacia 1980, el campo magnético derivado de un electroimán comenzó a utilizarse en la construcción y, más precisamente, en el campo de las ventanas de seguridad.

Una empresa suiza comenzó a producir un electroimán, de muy pequeño tamaño y peso, que alimentado a baja tensión (12Vdc - 24 Vdc) desarrolló un campo magnético capaz de resistir una fuerza de varios miles de newtons.

Esta aplicación fue inmediatamente un gran éxito en el campo de las salidas de emergencia porque garantiza la seguridad contra robos sin necesidad de utilizar piezas mecánicas pero, al mismo tiempo, aseguraba la apertura de la puerta, sin intervención humana, en caso de falta de corriente.

La evolución de este sistema ha llevado al sector de la construcción a utilizar masivamente el electroimán como elemento de cierre eléctrico. Hoy en día se utiliza de diversas formas en función de las dimensiones, usos, perfiles y tipo de puerta.

¿Cuáles son las diferencias entre un imán y un electroimán?

Las diferencias más importantes entre un imán permanente y un electroimán son las siguientes:

  • El campo magnético de un electroimán se puede manipular de manera rápida controlando la cantidad de corriente eléctrica. Por el contrario, es necesario que haya una aportación continuada de energía eléctrica para mantener el campo.

  • La fuerza magnética del electroimán depende del suministro eléctrico. Si la corriente deja de fluir, el electroimán pierde sus propiedades.

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Fecha publicación: 14 de septiembre de 2021
Última revisión: 14 de septiembre de 2021