7.5.09

Que es un electroimán?

Un electroimán es un bobinado recorrido por corriente eléctrica, por cuya razón forma un campo magnético; si dentro del bobinado hay un núcleo de hierro, ese campo magnético estará considerablemente reforzado.
La figura nos da la imagen más elemental y un poco burda de un electroimán, dispositivo que ha reemplazado en la mayoría de las aplicaciones a los imanes naturales y artificiales. Estos últimos, o sea los imanes comunes suministran campos magnéticos de densidad relativamente reducida, o cuando se los fabrica especialmente para tener campos de elevada intensidad, resultan costosos. Además, el campo magnético que suministran no es controlable puesto que dan una cierta cantidad de líneas de fuerza, y esa cantidad es fija, hasta que se va reduciendo por envejecimiento. Cuando se desea la posibilidad de graduar la intensidad del campo magnético, y también poderlo cortar o anular en cualquier momento, se construyen electroimanes, es decir núcleos de hierro con bobinados por los que pasan corrientes eléctricas.
Si en un electroimán se quiere variar la densidad magnética, podemos hacer aumentar o disminuir la intensidad de la corriente eléctrica que pasa por el bobinado. Si queremos que en un momento dado deje de haber campo magnético , basta cortar la corriente, o sea abrir el circuito de la pila que vemos claramente en la figura.

El electroiman que construiremos nosotros, sera de una forma sencilla, en la cual generaremos un campo de fuerza suficiente para levantar unos 250 gr app, en el que su núcleo y bobinado, tendrá la forma de la siguiente figura.
Éste, tendrá tres partes netamente definidas: la culata, la armadura y el bobinado. La armadura es la parte móvil a la que se enganchan los objeto que en este caso sera, la carga que deberá transportar nuestro robot, y la culata está asegurada al brazo mecánico que moverá el peso hacia y desde el robot. Arrimando una pieza a la otra y cerrando el circuito de la corriente, quedan fuertemente adheridas y el peso enganchado puede transportarse.

Hay dos clases principales de electroimanes industriales, y son los de forma herradura, también llamados de armadura móvil, y los de núcleo tragante. La siguiente figura nos muestra en forma sintética el tipo de armadura móvil y sus partes constituyentes. El bobinado se divide en dos partes iguales, que se colocan en los dos núcleos, conectando ambas mitades en serie entre sí, cuidando que el sentido de la corriente produzca campos magnéticos ascendente en una rama y descendente en la otra, para formar circuito magnético cerrado. Para comprobar esto, si se acerca una brújula al extremo inferior de cada núcleo, y se hace pasar corriente por las bobinas, en uno de ellos el norte de la misma debe desviarse en un sentido y en el otro en sentido contrario.

En todo electroimán hay un dato que es el más importante para las especificaciones de adquisición, y es la fuerza que debe realizar. Esta fuerza depende del campo magnético que se forma, el cual depende a su vez de la cantidad de espiras del bobinado y de la intensidad de la corriente eléctrica que lo recorrerá. Se acostumbra a multiplicar la cantidad de espiras por la intensidad tomada en Ampéres, y ese producto se llama ampervuelta (NI). Es lo mismo hacer un bobinado de muchas espiras y pocos ampéres circulando que uno de pocas espiras y muchos ampéres; lo que cuenta es el producto de ambas cosas. Otro detalle importante es la longitud a recorrer por el núcleo, pues es evidente que a distancias grandes la fuerza será menor y viceversa. Y finalmente, la superficie transversal del núcleo (S), tomada en centímetros cuadrados, es el tercer dato de importancia.

Con todos esos datos vamos a la ecuación, y allí vemos, para los que gustan de las fórmulas, una que les permitirá calcular la fuerza portante, dada en gramos de un electroimán del cual se conocen los datos antes citados. Como hay que asegurarse que circulen por la bobina los I ampéres que se necesitan, hay que especificar el valor de la tensión disponible en Volt para que nos entreguen el bobinado correcto. Es de hacer notar que en los electroimanes de corriente continua, la intensidad I de la corriente se puede calcular dividiendo la tensión de alimentación en Volt por la resistencia del bobinado en Ohm, pero en corriente alternada ese cálculo no es exacto.

Para entender como se forman las líneas de fuerza podemos verlo en el siguiente vídeo:

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