Electroimán

Un electroimán simple consiste en una bobina de alambre aislado envuelto alrededor de un núcleo de hierro. Un núcleo de material ferromagnético, como el hierro sirve, para aumentar el campo magnético creado.[1]
El campo magnético producido por un solenoide (bobina de alambre). Este dibujo muestra una sección transversal a través del centro de la bobina: las cruces son los alambres en los que la corriente se está moviendo en la página; los puntos son los alambres en los la corriente se mueve hacia arriba fuera de la página.

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. Los electroimanes generalmente consisten en un gran número de espiras muy próximas entre sí de alambre que crean el campo magnético. Las espiras de alambre a menudo se enrollan alrededor de un núcleo magnético hecho de un material ferromagnético o ferrimagnético, como el hierro; el núcleo magnético concentra el flujo magnético y hace un imán más potente.

La principal ventaja de un electroimán sobre un imán permanente es que el campo magnético se puede cambiar de forma rápida mediante el control de la cantidad de corriente eléctrica en el devanado. Sin embargo, a diferencia de un imán permanente que no necesita de alimentación, un electroimán requiere un suministro continuo de corriente para mantener los campos.

Los electroimanes son ampliamente usados ​​como componentes de otros dispositivos eléctricos, como motores, generadores, relés, altavoces, discos duros, máquinas MRI , instrumentos científicos y equipos de separación magnética. Los electroimanes también se emplean en la industria para recoger y mover objetos pesados, como la chatarra de hierro y acero.[2]

Historia

El electroimán de Sturgeon (1824)
Uno de los electroimanes de Henry que podía levantar cientos de libras (1830s)

El científico danés Hans Christian Ørsted descubrió en 1820 que las corrientes eléctricas crean campos magnéticos. El científico británico William Sturgeon inventó el electroimán en 1824.[4] Su primer electroimán fue una pieza de hierro en forma de herradura que estaba envuelta con un total de 18 arrollamientos de alambre de cobre desnudo (el cable aislado no existía todavía). El hierro estaba barnizado para aislarlo de los bobinados. Cuando se pasó una corriente a través de la bobina, el hierro se magnetizó y atrajó a otras piezas de hierro; cuando la corriente se detuvo, perdió la magnetización. Sturgeon mostró su potencia al conseguir que aunque sólo pesaba siete onzas (unos 200 gramos), podía levantar nueve libras (aproximadamente 4 kilos) cuando se le aplicaba la corriente de una batería de una única célula. Sin embargo, los electroimanes de Sturgeon eran débiles debido a que el alambre no aislado que utilizaba sólo podía ser envuelto en una única capa espaciada alrededor del núcleo, lo que limitaba el número de vueltas.

A partir de 1830, el científico estadounidense Joseph Henry mejoró de manera sistemática y popularizó el electroimán.[6] Usando un alambre con aislamiento de hilo de seda inspirado por el uso que Schweigger había hecho del alambre aislado para hacer un galvanómetro, fue capaz de enrollar múltiples capas de alambre en los núcleos, creando poderosos imanes con miles de vueltas de alambre, entre ellos uno que pudó soportar 2063 libras (935,76 kg). El principal uso de los electroimanes era en el telégrafo sounders.

La teoría de dominio magnético de como trabajaban los núcleos ferromagnéticos fue propuesto por primera vez en 1906 por el físico francés Pierre Weiss, y la detallada teoría de la mecánica cuántica moderna del ferromagnetismo fue elaborado en 1920 por Werner Heisenberg, Lev Landau, Felix Bloch y otros.

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