E l e c t r i c i d a d y e l e c t r ó n i c a
86
Cap 08:Maquetación 1 06/10/2010 03:31 a.m. Página 86
Capítulo 8
Inducción electromagnética
8 7
l
Horno experimental de inducción.
Por el caño de cobre circula una
corriente alterna de 100 ampere, y
de más de 200 kilociclos por se-
gundo.
El tornillo y la tuerca de hierro se
magnetizan repetidamente hacia un
lado y el opuesto, a la misma fre-
cuencia, proceso en el que el hierro
se calienta.
Se alcanzan 770 grados centígra-
dos; la temperatura de Curie de ese
metal, y a la que pierde sus propie-
dades ferromagnéticas.
l
A todo eso, el caño de cobre permanece ape-
nas tibio.
Con la misma técnica se hacen hornallas de in-
ducción para cocinas. Son frías al tacto, pero ge-
neran calor en las ollas y sartenes de hierro. El
aceite que cae sobre la hornalla, no se enciende.
E
LECTRICIDAD
Cap 08:Maquetación 1 06/10/2010 03:32 a.m. Página 87
Hemos visto que la proximidad de un imán magnetiza otros cuerpos; a ese
efecto se lo llama inducción magnética. En la inducción electromagnética, en cambio,
son las corrientes eléctricas las que generan campos, e inducen magnetismo.
1
La electricidad y el magnetismo se creían inde-
pendientes y el científico danés Hans Christian
Oersted (1777–1851) hacía en sus clases experi-
mentos para demostrarlo. Cruzaba sobre una brú-
jula un alambre, al que le hacía circular corriente, y
la aguja permanecía inmóvil. Pero un día un
alumno repitió la prueba con la aguja de la brújula
ya previamente alineada con el alambre. ¡Y la aguja
se puso perpendicular! La sorpresa de Oersted,
cuando vio que las corrientes eléctricas generan
magnetismo, quedó registrada en la historia.
2
Y el magnetismo ¿genera electricidad? La res-
puesta es afirmativa; pero no por la presencia de un campo magnético, sino por
la variación de ese campo. Si ponemos un imán junto a un conductor, no aparece
tensión eléctrica entre sus extremos, pero sí lo hace si movemos el imán, o el con-
ductor; uno cualquiera de ellos con respecto al otro.
Los dos efectos recíprocos mencionados se resumen en dos leyes que vinculan
la electricidad con el magnetismo; son el principio generador, y el principio motor.
E l e c t r i c i d a d y e l e c t r ó n i c a
88
Inducción electromagnética
La aguja de la brú-
jula, perpendicular al
alambre, permanece
inmóvil cuando se
hace circular co-
rriente. Pero si se ali-
nean previamente,
cuando circula co-
rriente por el alam-
bre, la aguja se
cruza.
l
1
El descubrimiento de que las corrientes tienen efectos magnéticos, sugirió que las propiedades magnéticas de la
materia se relacionan con el movimiento de cargas eléctricas en el material; hoy sabemos que son los electrones.
2
El método científico, lejos de ser una herramienta segura y objetiva en la obtención de conocimientos, está sujeto
(como muchas otras actividades sociales) a circunstancias, recursos e intereses; y, en este caso, también al azar y al
prejuicio. El investigador creía, erradamente, que el supuesto efecto de la corriente sería alinear la brújula con el
conductor, en vez de atravesarla, como ocurre realmente. La ignorancia metodológica de los estudiantes de su clase,
facilitaron quizás aquel descubrimiento fortuito (esa clase de azar afortunado es más frecuente entre quienes más
trabajan, estudian y piensan).
Si el mismo alambre
por el que circula co-
rriente,
se
hace
pasar dos o más
veces junto a la brú-
jula, la intensidad del
efecto de orientación
se multiplica. Así se
inventó la bobina.
l
S
F
r
S
v
r
Cap 08:Maquetación 1 06/10/2010 03:32 a.m. Página 88
Inducción, flujo, fuerza electromotriz; ley de Faraday
La magnitud de los efectos magnéticos asociados a imanes y corrientes se ca-
racterizan, en un punto del espacio, con la magnitud física inducción, o densidad
de flujo, designada con la letra B y expresada en unidades tesla. Por ejemplo, la
inducción del campo magnético terrestre en Buenos Aires es de unos 30 microtesla.
El producto de la inducción B, en tesla (T), por el área transversal, en metros cua-
drados, es el flujo magnético, cuya unidad es el weber (Wb). Un tesla equivale a un
weber por metro cuadrado; 1 T = 1 Wb/m
2
.
El corte de líneas de campo magnético por un conductor induce en éste una
fuerza electromotriz, que se expresa en volt, y se corresponde con la tensión que
aparece en los extremos del conductor, si es que forman un circuito abierto y no
tienen nada conectado; también si sólo se conecta un voltímetro de muy elevada
resistencia. El nombre de esa magnitud es poco afortunado, porque no se trata de
una fuerza, en newton, ni en kilogramos; además las fuerzas no producen movi-
mientos, sino que cambian la velocidad. Aceptada esa costumbre, el valor de la
fuerza electromotriz inducida está dado por la Ley de Faraday:
E es la fuerza electromotriz, en volt; (delta fi) es el flujo magnético, en weber,
segado por el conductor que se desplaza en el tiempo t (delta te). La letra griega
delta mayúscula significa, como siempre, una diferencia o variación. A la derecha,
una fórmula equivalente, en la que v es la velocidad, en m/s, del conductor que se
desplaza, L su longitud en metros, y B, la inducción del campo magnético, en tesla.
8 9
I n d u c c i ó n e l e c t r o m a g n é t i c a
El descubrimiento de
que las corrientes
eléctricas magneti-
zan, fue el inicio del
telégrafo, y con él, el
de la revolución de
las comunicaciones.
l
Para indicar una lla-
mada telefónica, hoy
usamos el gesto de la
foto. Pero la gente de
edad a veces hace
un movimiento de
manija, con el que los
antiguos
aparatos
generaban, por in-
ducción, electricidad
para la campanilla
remota.
l
l
En la página anterior, a la izquierda se ilustra el principio motor. Si se hace circular corriente
por un alambre sometido a un campo magnético, aparece una fuerza sobre el conductor. A la
derecha, el principio generador. Si se mueve un alambre en un campo magnético, de modo que
corte líneas de campo, se genera electricidad en el conductor. En ese caso, se dice que se in-
duce una fuerza electromotriz. El sentido de la fuerza dinámica, y la polaridad de la fuerza elec-
tromotriz, son los indicados en las figuras.
t
E =
E = vBL
l
Detonador de inducción, muy seguro, usado
en minería. Al bajar la cremallera, el piñón
hace girar un imán cerca de una bobina arro-
llada alrededor de un núcleo de hierro. Se ge-
neran miles de volt, que encienden la chispa
necesaria para que estalle el explosivo.
Cap 08:Maquetación 1 06/10/2010 03:32 a.m. Página 89
Dostları ilə paylaş: |