ELECTROMAGNETISMO
Un imán es un cuerpo o dispositivo con un magnetismo
significativo, de forma que atrae a otros imanes y/o metales ferromagnéticos
(por ejemplo, hierro, cobalto, níquel y aleaciones de estos). Puede ser natural
o artificial.
Los imanes naturales mantienen su campo magnético continuo,
a menos que sufran un golpe de gran magnitud o se les aplique cargas magnéticas
opuestas o altas temperaturas (por encima de la Temperatura de Curie).
La inducción magnética es la producción de una fuerza electromotriz
a través de un conductor cuando se expone a un campo magnético variable. Se
describe matemáticamente por la ley de inducción de Faraday, en nombre de
Michael Faraday, que generalmente se le atribuye el descubrimiento de la
inducción en 1831.
La densidad de flujo magnético, cuyo símbolo es B, es el
flujo magnético que causa una carga de difusión en movimiento por cada unidad
de área normal a la dirección del flujo. En algunos textos modernos recibe el
nombre de intensidad de campo magnético, ya que es el campo real.1 2
La unidad de la densidad en el Sistema Internacional de
Unidades es el tesla.
Está dado por:
donde B es la densidad del flujo magnético generado por una
carga que se mueve a una velocidad v a una distancia r de la carga, y ur es el
vector unitario que une la carga con el punto donde se mide B (el punto r).
o bien también:
donde B es la densidad del flujo magnético generado por un
conductor por el cual pasa una corriente I, a una distancia r.
La fórmula de esta definición se llama ley de Biot-Salvar, y
es en magnetismo la equivalente a la ley de Coulomb de la electrostática, pues
sirve para calcular las fuerzas que actúan en cargas en movimiento.
Un electroimán es un tipo de imán en el que el campo
magnético se produce mediante el flujo de una corriente eléctrica,
desapareciendo en cuanto cesa dicha corriente.
En 1819, el físico danés Hans Christian Ørsted descubrió que
una corriente eléctrica que circula por un conductor produce un efecto
magnético que puede ser detectado con la ayuda de una brújula. Basado en sus
observaciones, el físico estadounidense Joseph Henry inventó el electroimán en
1825. El primer electroimán era un trozo de hierro con forma de herradura
envuelto por una bobina enrollada sobre él. Henry envolvió los cables por los
que hizo circular la corriente de una batería. Henry podía regular su
electroimán, lo que supuso el principio del uso de la energía eléctrica en
máquinas útiles y controlables, estableciendo los cimientos para las
comunicaciones electrónicas a gran escala.
La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la
producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o tensión) en un medio o cuerpo
expuesto a un campo magnético variable, o bien en un medio móvil respecto a un
campo magnético estático. Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se
produce una corriente inducida. Este fenómeno fue descubierto por Michael
Faraday en 1831, quien lo expresó indicando que la magnitud de la tensión
inducida es proporcional a la variación del flujo magnético (Ley de Faraday).
Por otra parte, Heinrich Lenz comprobó que la corriente
debida a la f.e.m. inducida se opone al cambio de flujo magnético, de forma tal
que la corriente tiende a mantener el flujo. Esto es válido tanto para el caso
en que la intensidad del flujo varíe, o que el cuerpo conductor se mueva
respecto de él.
La autoinducción es un fenómeno electromagnético que se
presenta en determinados sistemas físicos como por ejemplo circuitos eléctricos
con una corriente eléctrica variable en el tiempo. En este tipo de sistemas la
variación de la intensidad de la corriente produce un flujo magnético variable,
lo cual a su vez genera una fuerza electromotriz (voltaje inducido) que afecta
a su vez a la corriente eléctrica que se opone al flujo de la corriente inicial
inductora, es decir, tiene sentido contrario. En resumen, la autoinducción es
una influencia que ejerce un sistema físico sobre sí mismo a través de campos
electromagnéticos variables.
Un inductor es un circuito que consiste en un conductor
enrollado alrededor de un núcleo (ya sea de aire o de hierro). El fenómeno de
autoinducción surge cuando el inductor y el inducido constituyen el mismo
elemento.
Cuando por un circuito circula una corriente eléctrica,
alrededor se crea un campo magnético. Si varía la corriente, dicho campo
también varía y, según la ley de inducción electromagnética, de Faraday, en el
circuito se produce una fuerza electromotriz o voltaje inducido, denominado
fuerza electromotriz auto inducida.
Para comprender con mayor facilidad este fenómeno se debe
analizar y tratar de entender la facilidad con que se crean las bobinas o
inductores y cómo se puede observar el movimiento de partículas de
electricidad.
Según la ley de Lenz, si la autoinducción ocurre por
disminución de la intensidad, el sentido de la corriente auto inducida es el
mismo que el de la corriente inicial, o si la causa es un aumento, el sentido
es contrario al de esta corriente.
Se denomina autoinducción de un circuito a la generación de
corrientes inducidas en el circuito, cuando en él se produce una variación del
propio flujo. Ésta puede variar según la intensidad de corriente.
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