Ramón Guerrero Pérez - Electrotecnia. ENAE0108

El nombre de magnetismo proviene de la provincia griega Magnesia, donde se pueden localizar los yacimientos más importantes de magnetita, un mineral que presenta propiedades magnéticas muy notables.

Ejemplo

A continuación, se propone una actividad práctica que ayudará a visualizar la forma que presentan las líneas de campo magnético de un imán. Consiste en colocar, sobre una superficie aislante (madera, papel, etc.), un imán y, a su alrededor, pequeñas limaduras de hierro muy finas. ¿Qué es lo que ocurre?

SOLUCIÓN

Inmediatamente, se observa que las limaduras de hierro adoptan una orientación concreta que coincide con la forma de las líneas de campo magnético que genera el imán:

Imán con limaduras de hierro

La siguiente imagen representa, de forma aproximada, un esquema de la dirección y sentido que presentan las líneas de campo magnético de un imán. Como se puede comprobar, existen muchas similitudes con la práctica realizada:

Electromagnetismo

El electromagnetismo es una rama de la física que estudia los fenómenos eléctricos y magnéticos de forma unificada.

Si se espolvorearan limaduras de hierro, por ejemplo, sobre una hoja de papel que es atravesada por un conductor donde circula una corriente eléctrica, se observaría que las limaduras se orientarían circularmente alrededor del conductor:

Este hecho explica que cuando un conductor es atravesado por una corriente eléctrica genera alrededor un campo magnético. La intensidad del campo magnético generado dependerá directamente de la intensidad de la corriente que circule por el conductor.

El descubrimiento del electromagnetismo fue un hecho muy importante ya que, gracias a la corriente eléctrica, se conseguirían generar campos magnéticos más intensos que los generados por imanes.

Existen algunas leyes básicas que describen, de manera muy singular, algunos aspectos del electromagnetismo. Estas son: Ley de Biot y Savart, Teorema de Ampère y Ley de Fraraday.

Ley de Biot y Savart

Jean Baptiste Biot (1774-1862) y el médico Félix Savart (1791-1841) descubrieron, mediante una serie de experimentos, una expresión que permitiría calcular la intensidad del campo magnético generado por un circuito eléctrico.

Teorema de Ampère

André Marie Ampère (1755-1835) enunció un teorema que permitiría establecer el valor de la intensidad del campo magnético generada por conductores que presentaran cierta simetría (por la que circularía una corriente eléctrica).

Recuerde

El electromagnetismo es una rama de la física que estudia los fenómenos eléctricos y magnéticos de forma unificada.

Ley de Faraday

Hacia 1870, Michael Faraday descubrió que, si existía una variación de flujo magnético sobre un circuito (por ejemplo, acercándole un imán), se produciría, en este, una corriente eléctrica. Este fenómeno se denomina inducción electromagnéticay es el principio de funcionamiento de las máquinas eléctricas.

Un circuito magnético es el camino que va de un polo magnético a otro cuando se establecen, entre ellos, líneas magnéticas. Aunque la definición de este tipo de circuitos sea similar a la de los circuitos eléctricos, existe entre ellos un diferencia esencial, y es que por el circuito eléctrico no tiene por qué pasar corriente (circuito abierto), mientras que en los magnéticos siempre se establecen líneas magnéticas, ya que no existe ningún material aislante del magnetismo (por el contrario, sí existen materiales aislantes de la electricidad).

Existen dos tipos fundamentales de circuitos magnéticos: los homogéneosy los heterogéneos.En los circuitos homogéneos,el flujo magnético es constante en todo el recorrido ya que, tanto las sustancias como las secciones que lo componen son iguales en todo el circuito. En cambio, en los circuitos heterogéneos,existe una irregularidad para estas variables, por lo que la inducción magnética no es la misma en todo el trayecto.

La principal aplicación de este tipo de circuitos se localiza en la fabricación de generadores y motores. Este tipo de dispositivos son máquinas eléctricas que se encargan de transformar la energía mecánica (movimiento) en eléctrica o viceversa. Esta conversión energéticaes el principio de operación de las máquinas eléctricas rotativas.

Recuerde

Existen dos tipos fundamentales de circuitos magnéticos: los homogéneos y los heterogéneos.

Gracias a las magnitudes magnéticas es posible cuantificar y calcular diversos parámetros relacionados con este tipo de fuerza. Las más importantes son: la intensidad magnética, el flujo magnético, la fuerza magnetomotriz y la reluctancia.

Esta magnitud expresa numéricamente lo densas o concentradas que son las líneas de fuerza en una zona concreta del campo magnético. La unidad de esta magnitud es la tesla(T).

Generalmente, el campo magnético se representa mediante una serie de líneas de fuerza. Precisamente, la cantidad de estas líneas es lo que se denomina flujo magnético. Se representa por la letra griega Φy su unidad es el weber(Wb).

Dada una superficie (S) donde actúa un campo magnético (B), la expresión del cálculo de flujo ( Φ) viene dada por la expresión:

Φ = B / S

Donde S está expresada en m 2.

La fuerza magnetomotriz expresa la capacidad que tiene una bobina para generar líneas de fuerza magnéticas. Esta fuerza es mayor cuanto mayor sea tanto el número de espiras que presente como la intensidad que la recorra. Su unidad son los amperios-vuelta(Av).

El cálculo de esta magnitud viene dado por la fórmula:

F = N · I

Donde N es el número de espiras de la bobina e I es la corriente (en A) que la recorre.

Definición