El descubrimiento de la relación entre el magnetismo y la electricidad fue, como tantos otros descubrimientos científicos, tropezado casi por accidente. ¡El físico danés Hans Christian Oersted estaba dando una conferencia en un día en 1820 sobre la posibilidad de que la electricidad y el magnetismo estuvieran relacionados entre sí, y en el proceso lo demostró de manera concluyente mediante un experimento frente a toda su clase! Al pasar una corriente eléctrica a través de un cable de metal suspendido sobre una brújula magnética, Oersted pudo producir un movimiento definido de la aguja de la brújula en respuesta a la corriente. Lo que comenzó como una conjetura al comienzo de la sesión de clase se confirmó como un hecho al final. ¡No hace falta decir que Oersted tuvo que revisar sus notas de clase para futuras clases! Su descubrimiento fortuito allanó el camino para una nueva rama de la ciencia: electromagnética.
Experimentos detallados mostraron que el campo magnético producido por una corriente eléctrica siempre está orientado perpendicular a la dirección del flujo. Un método simple para mostrar esta relación se llama la regla de la mano derecha . En pocas palabras, la regla de la mano derecha dice que las líneas de flujo magnético producidas por un cable que transporta corriente se orientarán en la misma dirección que los dedos curvados de la mano derecha de una persona (en la posición de “autostop”), con el pulgar apuntando hacia adentro La dirección del flujo de corriente convencional:
El campo magnético rodea esta pieza recta de alambre que transporta corriente; las líneas de flujo magnético que no tienen polos “norte” o “sur” definidos.
Si bien el campo magnético que rodea un cable que transporta corriente es realmente interesante, es bastante débil para las cantidades comunes de corriente, capaz de desviar una aguja de la brújula y no mucho más. Para crear una fuerza de campo magnético más fuerte (y consecuentemente, más flujo de campo) con la misma cantidad de corriente eléctrica, podemos envolver el cable en forma de bobina, donde los círculos magnéticos alrededor del cable se unirán crear un campo más grande con una polaridad magnética definida (norte y sur):
La cantidad de fuerza de campo magnético generada por un cable en espiral es proporcional a la corriente a través del cable multiplicada por el número de “vueltas” o “vueltas” de cable en la bobina. Esta fuerza de campo se llama fuerza magnetomotriz (mmf), y es muy análoga a la fuerza electromotriz (E) en un circuito eléctrico.
Un electroimán es un trozo de cable destinado a generar un campo magnético con el paso de la corriente eléctrica a través de él. Aunque todos los conductores que transportan corriente producen campos magnéticos, un electroimán generalmente se construye de tal manera que maximice la fuerza del campo magnético que produce para un propósito especial. Los electroimanes encuentran una aplicación frecuente en investigación, industria, productos médicos y de consumo.
Como un imán controlable eléctricamente, los electroimanes encuentran aplicación en una amplia variedad de dispositivos “electromecánicos”: máquinas que producen fuerza mecánica o movimiento a través de la energía eléctrica. Quizás el ejemplo más obvio de tal máquina es el motor eléctrico .
Otro ejemplo es el relé , un interruptor controlado eléctricamente. Si se construye un mecanismo de contacto de interruptor para que pueda ser activado (abierto y cerrado) mediante la aplicación de un campo magnético, y se coloca una bobina de electroimán cerca para producir ese campo requerido, será posible abrir y cerrar El interruptor por la aplicación de una corriente a través de la bobina. En efecto, esto nos da un dispositivo que permite que la electricidad controle la electricidad:
Los relés pueden construirse para accionar múltiples contactos de interruptor, u operarlos en “reversa” (energizar la bobina abrirá el contacto del interruptor, y desconectar la bobina le permitirá primavera cerrada de nuevo).
REVISIÓN:
- Cuando la corriente fluye a través de un conductor, se producirá un campo magnético alrededor de ese conductor.
- La regla de la mano derecha establece que las líneas de flujo magnético producidas por un cable que transporta corriente se orientarán en la misma dirección que los dedos curvados de la mano derecha de una persona (en la posición de “autostop”), con el pulgar apuntando hacia adentro La dirección del flujo de corriente convencional.
- La fuerza del campo magnético producida por un cable que transporta corriente puede incrementarse enormemente formando el cable en una bobina en lugar de una línea recta. Si se enrolla en forma de bobina, el campo magnético se orientará a lo largo del eje de la longitud de la bobina.
- La fuerza del campo magnético producida por un electroimán (llamada fuerza magnetomotriz , o mmf), es proporcional al producto (multiplicación) de la corriente a través del electroimán y el número de “vueltas” de la bobina completa formado por el alambre.
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