jueves, 31 de mayo de 2012

Lectura 24: Electroimanes

Un electroimán es un tipo de imán en el que el campo magnético se produce mediante el flujo de una corriente eléctrica a través de una bobina. Si dentro de la bobina hay un núcleo de hierro, el campo magnético será notablemente reforzado.

Los electroimanes han reemplazado en la mayoría de las aplicaciones a los imanes naturales y artificiales por las siguientes razones:

Los imanes naturales y artificiales tienen campos magnéticos reducidos, constantes e incontrolables mientras que los electroimanes pueden generar campos magnéticos muy grandes, estos campos se pueden variar al cambiar las características de las bobinas o al cambiar la intensidad de la corriente que fluye por ellas y son controlables al suspender o activar dicha corriente.

Aplicaciones:

Para entender las aplicaciones de los electroimanes es necesario recodar dos características del electromagnetismo:

  1. Un campo magnético es capaz de generar una corriente eléctrica. Este fenómeno es visible, cuando un dinamo enciende las luces de una bicicleta o cuando el alternador del carro recarga la batería.
  2. Una corriente eléctrica es capaz de generar un campo magnético. Esta característica es notoria cuando se conecta un motor: la corriente genera el campo magnético que hace girar el rotor.

La principal aplicación de la primera característica está relacionada con la generación de corriente eléctrica. Una forma de energía mecánica obtenida bien sea del agua, del viento o del vapor de agua, se usa para mover un imán dentro de una bobina. Dicho movimiento genera una corriente eléctrica que se transporta y almacena generalmente en otras bobinas (transformadores) para ser utilizada posteriormente.

Las aplicaciones de la segunda característica son múltiples. Los motores, los timbres y los relevadores o relés, están entre los más notables. Los relés, por ejemplo, se usan como válvulas electrónicas para abrir y cerrar puertas, llaves de agua en las lavadoras, controlar circuitos eléctricos y electrónicos, como interruptores automáticos y como temporizadores, entre otras funciones.

Ejemplo de una aplicación: El timbre.

Para estudiar el modo como funciona, veamos de qué se compone, según lo ilustra el esquema. En el centro tenemos un electroimán con su bobina, la cual está alimentada con dos pilas en serie, el martillo, la campanilla y un pulsador.

Funcionamiento:

Para que un circuito eléctrico funcione, este debe estar cerrado, de manera que la corriente salga de las pilas, recorra los elementos del circuito y regrese a las pilas.

En su posición normal, el martillo está en contacto con el tornillo. Al oprimir el pulsador, el circuito se cierra y la corriente circula por la bobina. Entonces el electroimán se activa y atrae el martillo, el cual golpea la campanilla. Pero al mismo tiempo, el martillo se separa del tornillo abriendo el circuito, con lo cual el electroimán se desactiva y el martillo vuelve a su posición inicial. Si se mantiene oprimido el pulsador, el ciclo se reiniciará haciendo que el martillo golpee una y otra vez generando así, el sonido propio del timbre.

Términos clave:

  • Alternador: generador de corriente alterna
  • Bobina: componente electrónico constituido por un alambre de cobre esmaltado enrollado a manera de espiral sobre un núcleo que puede ser de hierro.
  • Campo magnético: representa una región del espacio en la que una carga eléctrica se desplaza a cierta velocidad, bajo el efecto de una fuerza.
  • Dinamo: pequeño generador eléctrico que transforma energía mecánica en electricidad.
  • Pulsador: Elemento que permite el paso o interrupción de la corriente mientras se mantiene accionado.
  • Relé o relevador: es un dispositivo electromecánico que funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico y que acciona uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes.
  • Transformador: Se denomina transformador a un componente eléctrico, formado por dos o más bobinas, que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia.

Taller de lectura 24

  1. ¿Qué es un electroimán?
  2. Escriba las razones por las cuales los electroimanes han reemplazado a los imanes naturales y artificiales en la mayoría de las aplicaciones
  3. Escriba las dos características del electromagnetismo
  4. Describa la manera como se genera la corriente eléctrica
  5. Dé 3 ejemplos de las aplicaciones de la segunda característica del electromagnetismo
  6. Escriba 5 ejemplos de uso de los relés o relevadores
  7. Escriba los 6 componentes del timbre representado en el esquema
  8. Escriba la descripción de la manera como funciona un timbre
  9. Dibuje el esquema del timbre con sus componentes
  10. Escriba el significado de los 7 términos definidos en la lectura

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