Fundamentos y Aplicaciones de los Campos Magnéticos: Desde Acumuladores hasta Cocinas de Inducción

Acumuladores de Plomo: Funcionamiento y Proceso de Carga

Un acumulador de plomo consta de dos placas de plomo sumergidas en un electrolito, que es una disolución de agua destilada y ácido sulfúrico.

Cuando el acumulador está cargado, el electrodo negativo está constituido por una placa de gran superficie que aloja plomo puro en estado esponjoso.

Proceso de Carga

Al aplicar una fuente de alimentación a un acumulador descargado, la corriente eléctrica fluye a través del acumulador en dirección opuesta a la de las placas y en el electrolito.

Capacidad de un Acumulador

La capacidad de un acumulador indica la cantidad de electricidad que puede almacenar.

Tipos de Imanes: Naturales y Artificiales

En la naturaleza, se pueden encontrar imanes naturales, como la magnetita, que posee propiedades magnéticas. También se pueden fabricar imanes artificiales a partir de sustancias ferromagnéticas.

Campo Magnético Generado por un Conductor con Corriente Eléctrica

Cuando un conductor es atravesado por una corriente eléctrica, aparece un campo magnético a su alrededor. Al observar el espectro del campo magnético, se aprecia que las líneas de fuerza toman la forma de círculos concéntricos que se cierran a lo largo de todo el conductor.

Regla del Sacacorchos

La intensidad del campo magnético desarrollado por el conductor depende de la intensidad de la corriente que fluye por él. Esta relación se describe mediante la regla del sacacorchos.

Campo Magnético en un Conductor en Forma de Anillo

Un conductor recto produce un campo magnético muy disperso y, por tanto, débil. Para conseguir un campo magnético más fuerte, se dispone el conductor en forma de anillo.

Aplicaciones Prácticas de los Electroimanes

• Timbre: Un ejemplo clásico de aplicación de electroimanes.
• Sistemas de separación de materiales magnéticos: Se utilizan para separar acero y hierro de otros materiales como carbón, piedra o minerales. También se emplean para separar residuos de acero de la arena de moldeo y virutas en talleres mecánicos.

Contactor y Magnetorresistencia

Un contactor es un dispositivo que posee una propiedad conocida como magnetorresistencia. Son materiales en los que la resistencia eléctrica varía cuando son sometidos a la acción de un campo magnético. Sus aplicaciones incluyen:

• Elementos sensibles o detectores de campo magnético.
• Detectores de proximidad magnéticos.

Experiencia de Faraday y la Inducción Electromagnética

La experiencia de Faraday demuestra la inducción electromagnética. Se necesita un imán, una bobina y un miliamperímetro de cero central. La bobina se suspende entre los polos del imán de manera que pueda moverse y cortar las líneas de campo magnético.

Regla de la Mano Derecha

La regla de la mano derecha ayuda a determinar la dirección de la corriente inducida. El dedo corazón se coloca en un plano perpendicular al formado por el pulgar y el índice, indicando el sentido de la corriente inducida.

Dispositivos de Protección y Aplicaciones Industriales

Interruptor Diferencial

Un interruptor diferencial es un dispositivo de seguridad que interrumpe el circuito en caso de fallo de aislamiento, desconectando el circuito general.

Horno de Inducción

Aprovechando el fenómeno de inducción y el de histéresis, se construyen hornos eléctricos de inducción para fundir chatarra.

Cocinas de Inducción

Las modernas cocinas domésticas vitrocerámicas de inducción funcionan mediante un sistema similar. El calor necesario para la cocción de los alimentos se genera directamente en el recipiente metálico, mientras que la placa permanece fría.

Fuerza sobre un Conductor en un Campo Magnético

Regla de la Mano Izquierda

La regla de la mano izquierda relaciona la fuerza, el campo magnético y la corriente. El valor de la fuerza aumenta con la intensidad de la corriente, el valor de inducción del campo magnético y la longitud del conductor.

Generación de Corriente Alterna

La producción de una corriente alterna se basa en un campo magnético fijo producido por un imán. Dentro de este campo, se hace girar un conductor eléctrico en forma de espira. Al cortar los conductores en su movimiento giratorio las líneas del campo magnético, se produce en ellos una fuerza electromotriz de inducción, que se manifiesta como una tensión en los extremos de la espira.