INGENIERIA ELECTRICA - Electromagnetismo

INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNETICO En un imán permanente la intensidad del campo magnético, una vez establecido el campo, permanece relativamente constante, salvo que se pierda por un accidente o por deterioro; mientras que la intensidad de un campo electromagnético puede variarse a voluntad. Cuando la corriente en el solenoide disminuye o aumenta, el campo magnético disminuye o aumenta paralelamente. Hasta aquí hemos estado hablando de solenoides con núcleo de aire, es decir, que no tienen ningún material magnético en su interior. Hemos visto por qué y cómo un solenoide tiene un campo más intenso que una espira, conduciendo la misma intensidad de corriente eléctrica. El aire, como dijimos en el apartado anterior, tiene una permeabilidad magnética muy baja y, por lo tanto, el aire en el núcleo o interior del solenoide ofrece mucha resistencia y oposición al paso de las líneas de fuerza magnética. El hierro tiene una permeabilidad relativamente elevada y, por lo tanto, si en lugar de aire tenemos un núcleo de hierro, las líneas circularán más fácilmente, es decir, el circuito magnético tendrá una reluctancia menor. Esto significa que, al colocar un núcleo de hierro en un solenoide, aumenta la capacidad de magnetización del mismo y da por resultado un campo mucho más intenso, aunque se mantenga igual el número de espiras y la intensidad de la corriente eléctrica que circula. Por último, el núcleo de hierro no sólo aumenta la intensidad del campo obtenido, sino que provee un medio muy sencillo para gobernar la dirección del campo magnético en el exterior del solenoide. Los núcleos de los electroimanes se fabrican de distintas dimensiones y formas; si se necesita un solo polo, la forma más corriente es la parecida a una barra imanada, pero si se necesita un campo más concentrado o dos polos, el electroimán se construye en forma de herradura, como los imanes permanentes. En las aplicaciones industriales, la forma de los electroimanes depende enteramente del uso a que se les destina. Además del empleo de un núcleo de hierro, existen otros medios para aumentar el efecto de un solenoide o electroimán, o como se dice técnicamente, para aumentar la fuerza magnetizante o la fuerza magnetomotriz. Como ya hemos dicho, la fuerza magnetizante o magnetomotriz de un electroimán puede incrementarse, aumentando la intensidad de la corriente que circula por las espiras o aumentando el número de espiras, y debido a esto, la fuerza magnetomotriz o magnetizante se mide comúnmente en unidades llamadas ampere-espira o ampere-vuelta. La fuerza magnetomotriz unitaria, es decir, de un ampere-espira, es la fuerza producida por la intensidad de corriente de un ampere circulando por un solenoide de una sola espira; así, la misma corriente de un ampere, circulando por un solenoide de 100 espiras, producirá una fuerza magnetomotriz de 100 unidades. Una fuerza magnetomotriz igual a esta última puede obtenerse haciendo circular una corriente de 10 amperes por el solenoide de una sola espira. La fuerza de atracción de una bobina con núcleo de hierro puede calcularse según la fórmula siguiente:
F = (µ N I / r) 2
F = fuerza en kilogramos por centímetro cuadrado. µ = factor o coeficiente de permeabilidad del núcleo. N = número de vueltas o espiras. I = intensidad de la corriente en amperes. r = radio de la bobina en centímetros.
Concretando, la fuerza de un electroimán (o lo que es lo mismo la unidad de fuerza de su campo electromagnético) depende de los cuatro factores siguientes: 1) permeabilidad del material con que está construido el núcleo. 2) número de vueltas o espiras de la bobina. 3) intensidad de la corriente eléctrica, es decir, el número de amperes que circulan por la bobina. 4) radio de la bobina. Para una misma fuerza magnetomotriz total, desarrollada por el solenoide, el efecto será mayor si el número total de líneas de fuerza está concentrado en una superficie menor, es decir, si el solenoide es de menor radio.