Fundamentos de Electromagnetismo y Dispositivos Eléctricos Clave
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Magnetismo y Electricidad
La magnetita es un mineral descubierto hace 500 años y tiene la propiedad de atraer al hierro y de orientarse en la dirección norte-sur. El imán es un operador capaz de atraer metales férricos, presenta dos polos (norte y sur). Si enfrentamos entre sí dos polos iguales se repelen y si son de signo contrario se atraen.
La corriente eléctrica en movimiento actúa como un imán. Un imán en movimiento es capaz de generar una corriente. El electromagnetismo es la ciencia que estudia la relación entre la electricidad y el magnetismo.
Los Electroimanes y sus Aplicaciones
El electroimán es un imán artificial formado por un hilo de cobre enrollado en forma de bobina alrededor de un núcleo de hierro. Cuando por la bobina circula corriente eléctrica, el núcleo se comporta como un imán; cuando el paso de corriente cesa, el magnetismo desaparece. La intensidad del campo magnético se puede regular variando la intensidad de la corriente.
Los electroimanes tienen muchas aplicaciones:
Timbre Eléctrico
Consta de un electroimán que genera un campo magnético que atrae una placa metálica cuyo extremo golpea una campana. En el recorrido de la placa metálica se interrumpe el paso de la corriente y la placa vuelve a su posición inicial, se cierra el circuito y se repite el ciclo.
Timbre Musical
En un timbre musical, al accionar el pulsador, el electroimán provoca el desplazamiento de la parte móvil y esta golpea una de las piezas metálicas produciendo un sonido. Al cesar la pulsación, la pieza regresa a su posición inicial gracias a un muelle y golpea la otra pieza provocando el otro sonido del timbre.
Zumbador
El zumbador solo puede utilizarse en corriente alterna. El campo magnético variable generado por el cambio de polaridad del electroimán, al paso de la corriente, produce la vibración de una lámina metálica elástica. La caja de resonancia amplifica el sonido, para que sea audible.
El Control Mediante Relés
El relé es un electroimán que actúa sobre varios interruptores. El electroimán genera un campo magnético que atrae una chapa metálica a la que están unidos los interruptores, que se abren o cierran según la posición de la chapa.
Hay dos clases de corrientes:
- De Maniobra: Pasa por el electroimán y es de pequeño valor.
- Principal: Pasa por los contactos y puede ser de gran intensidad y voltaje.
El Motor Eléctrico
Es un operador que transforma la energía eléctrica en energía mecánica de rotación. Un motor tiene varias partes:
- Estator: Es la parte fija del motor, está formado por una carcasa y dos imanes con los polos enfrentados.
- Rotor: Es la parte móvil del motor, está formado por un bobinado, un colector, constituido por unas láminas de cobre aisladas entre sí, por las que entra la corriente a la bobina y las escobillas que se apoyan sobre el colector y permiten el paso de la corriente a la bobina.
El Motor Eléctrico Funciona
La corriente eléctrica entra por las escobillas al colector y de ahí pasa a la bobina. Los imanes del estator repelen a la bobina, por lo que gira 180º. La corriente cambia de sentido y se vuelve a girar 180º. De esta manera, el motor gira indefinidamente, siempre que haya aporte de corriente y un campo magnético.
Los motores se utilizan en: industria de electrodomésticos, en el transporte...
El Generador Eléctrico
Es un operador que transforma la energía mecánica de rotación en energía eléctrica. Las partes son las mismas que las del motor y funciona:
El rotor gira en el interior del campo magnético, eso produce en la bobina una corriente que recogen las escobillas.
Hay dos clases de generadores:
- Alternador: Genera corriente alterna, en vez de escobillas, lleva unos anillos colectores que están en contacto con los terminales, obteniéndose así una corriente que varía con el tiempo (ej. bicicletas).
- Dinamo: Se emplea para generar corriente continua. En este caso, el anillo central está separado en dos mitades que se llaman delgas, que hacen contacto con las escobillas alternativamente.