Electroimanes

Este elemento es una expansión del contenido de los cursos y guías de Lawi. Ofrece hechos, comentarios y análisis sobre este tema. [aioseo_breadcrumbs] El electroimán es un núcleo de hierro blando que se magnetiza haciendo pasar una corriente a través de una bobina de alambre enrollada en el núcleo. Los electroimanes se utilizan para levantar masas pesadas de material magnético y para atraer piezas magnéticas móviles de dispositivos eléctricos, como solenoides, relés y embragues.

La diferencia entre los núcleos de un electroimán y un imán permanente radica en la retentividad del material utilizado. Los imanes permanentes, que se magnetizan inicialmente colocándolos en una bobina por la que pasa la corriente, están hechos de materiales retentivos (magnéticamente “duros”) que mantienen las propiedades magnéticas durante un largo periodo de tiempo después de ser retirados de la bobina. Los electroimanes son dispositivos en los que el magnetismo de los núcleos puede activarse o desactivarse. Por lo tanto, el material del núcleo es un material no retentivo (magnéticamente “suave”) que mantiene las propiedades magnéticas sólo mientras la corriente fluye en la bobina. Todos los materiales magnéticos tienen cierta retentividad, llamada magnetismo residual; la diferencia es de grado. Véase también: Magnetización

Un imán, cuando se acerca a otro material susceptible, induce polos magnéticos en el material susceptible y lo atrae. Se desarrolla una fuerza en el material susceptible que tiende a moverlo en una dirección para minimizar la reluctancia de la trayectoria del flujo del imán. La fuerza de reluctancia puede expresarse cuantitativamente en términos de la tasa de cambio de la reluctancia con respecto a la distancia. Véase también: Magnetismo

En un sentido ingenieril, la palabra electroimán no se refiere a las fuerzas electromagnéticas que se establecen incidentalmente en todos los dispositivos en los que existe una corriente eléctrica, sino sólo a aquellos dispositivos en los que la corriente está diseñada principalmente para producir esta fuerza, como en los solenoides, las bobinas de relé, los frenos y embragues electromagnéticos, y en los imanes de tracción y elevación o sujeción y los mandriles magnéticos.

Los electroimanes pueden dividirse en dos clases: imanes de tracción, en los que la fuerza se ejerce a distancia y el trabajo se realiza reduciendo el entrehierro; e imanes de elevación o sujeción, en los que el material se coloca inicialmente en contacto con el imán. Para ejemplos del primer tipo, véase también: Freno; Embrague; Relé; Solenoide (electricidad)

Ejemplos del segundo tipo son los mandriles magnéticos y los imanes circulares de elevación. La ilustración muestra un típico imán elevador circular. El borde exterior constituye un polo y la zona interior es el polo opuesto. La bobina se enrolla de forma cilíndrica alrededor del polo central. El acero al manganeso, utilizado como placa protectora de la bobina, no es magnético y, por lo tanto, fuerza el flujo a través del miembro magnético que se eleva.

Cuando hay dos polos activos, se calcula la fuerza producida por cada uno para hallar la fuerza total. Un resultado interesante de esta relación es que la fuerza no es simplemente el resultado del flujo total (BA) sino también de la densidad de flujo. Así, si el mismo flujo puede ser forzado a través de la mitad del área de la sección transversal, la fuerza neta será el doble. En la práctica, es difícil, si no imposible, calcular la capacidad real de elevación del imán mediante la ecuación de Maxwell, ya que la capacidad varía en función de la forma y el tipo de material levantado, de cómo se apila el material y de otros factores. Por lo tanto, los imanes elevadores se clasifican normalmente en función de su capacidad de elevación media durante todo el día.

Como las corrientes son grandes y el circuito es altamente inductivo, el control de un imán elevador es un problema. Si simplemente se abriera el interruptor de línea, se produciría un arco destructivo debido a que la inductancia de la bobina no permite que la corriente cambie instantáneamente a un valor cero. Por lo tanto, el controlador empleado con un imán elevador suele hacer las siguientes cosas automáticamente:

• reduce la corriente del imán después de un valor inicialmente alto a un valor de mantenimiento más bajo para reducir el calentamiento del imán,
• introduce una resistencia de descarga en derivación a través de la bobina del imán antes de permitir que se abra la línea cuando el operador apaga el imán, y
• hace que fluya una corriente reducida de polaridad inversa en la bobina del imán durante un breve tiempo después de que el operador apague el interruptor.

De este modo, se anula el magnetismo residual y se liberan los restos y pequeños trozos que podrían haber seguido aferrados al imán.

Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2026 o antes, y el futuro de esta cuestión):

Datos verificados por: Thompson
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Recursos

Notas y Referencias

Véase También

Imán dipolar: la forma más básica de imán
Electromagnetismo
Imán electropermanente: disposición de un electroimán magnéticamente duro
Generador de compresión de flujo bombeado explosivamente
Bobina de campo
Cojinete magnético
Imán de campo pulsado
Imán cuadrupolar: combinación de imanes y electroimanes utilizada principalmente para afectar al movimiento de las partículas cargadas
Ciencias físicas, Electricidad, Popular, Perturbación electromagnética, Física

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