Historia del electroimán

La relación entre la electricidad y el magnetismo no fue cuidadosamente estudiado hasta el año 1873 cuando se pudo observa la interacción entre cargas eléctricas negativas y positivas.  Por medio de varios experimentos, se determinó que estas cargas podían atraer o repelerse entre si basándose en su orientación. Estos experimentos fueron realizados por el físico James Maxwell, que también descubrió que los imanes tienen polos o puntos individuales donde se centra la carga. Un algo que es muy importante para los electroimanes, es que cuando una corriente pasa por un cable, genera un campo magnético alrededor de ese cable. Sus trabajos fueron responsables de muchos principios científicos, pero no fue el primero científico que experimentó con la electricidad y el magnetismo.

Ya se había descubierto algunos años antes que ciertos mecanismos podían reaccionar cuando era aplicada una batería y se encendía y apagaba. Esto se realizó con un compás, donde la aguja movía dependiendo del estado de la batería. Esto solo podría pasar si hubiera un campo magnético presente para interferir en la aguja, por lo que se dedujo que un campo magnético era generado cuando la electricidad fluía desde la batería. De todos modos, se puede decir que el abuelo del electromagnetismo es Michael Faraday, un químico y físico que estructuró muchas de las teorías que más tarde usaría Maxwell. Una de las razones por las que Faraday es más conocido que otros investigadores de esta modalidad, es posiblemente porque fue un prolífico investigador e inventor.

Se puede decir que fue el pionero en el área del electromagnetismo, pero también es conocido por haber descubierto la inducción electromagnética, el motor eléctrico y haber tenido una importante influencia en muchos otros científicos posteriores en muchas ramas de la ciencia.

Como se ha comentado en el anterior artículo sobre los electroimanes, no es demasiado  complicado fabrica uno: se pueden hacer una versión simplificada usando materiales que probablemente tengas en casa. Un cable conductor, normalmente cobre con algún tipo de aislante, se puede enrollar alrededor de un una varilla metálica. El cable se calentará mucho, por lo que el aislante es importante. La varilla donde está enrollado el cable se llama solenoide,  y el campo magnético resultante se forma es este punto. La fuerza del imán está directamente relacionada con el número de vueltas en la varilla. Para un campo magnético potente, el cable debería estar bien enrollado.

Hay más cosas a tener en cuenta. Cuanto más apretado y enrollado está el cable en la vara metálica, más vueltas dará la corriente eléctrica, lo cual aumentará la fuerza del campo magnético. Aparte de esto, el material usado en el núcleo puede también potenciar la fuerza del imán. Para poner un ejemplo, el hierro es un metal ferromagnético, lo cual significa que es permeable. La permeabilidad es otra manera de describir como de bien soporta un material los campos magnéticos. Cuando más conductivo sea un cierto material a los campos magnéticos, más alta será su permeabilidad.

Toda materia está formada por átomos. Antes de que el solenoide sea electrificado, los átomos en el núcleo de metal se organizan de forma aleatoria sin apuntar en una dirección en particular. Cuando se aplica la corriente, el campo magnético penetra en la varilla y realinea los átomos. Con estos átomos en movimiento y todos en la misma dirección, el campo magnético crece.  El alineamiento de los átomos (pequeñas regiones de átomos magnetizados llamados dominios), aumentan y diminuyen con el nivel de corriente. Por tanto, controlando el flujo de electricidad permite controla la potencia del imán. Hay un punto de saturación donde todos los dominios se alinean, lo cual significa que añadir corriente adicional no resultará en un mayor magnetismo.

Al controlar la corriente, básicamente se enciente y apaga el imán. Cuando la corriente está desactivada, los átomos vuelven a su estado aleatorio y natural, y la varilla pierde su magnetismo. En los imanes permanentes, como los que usamos para pegar cosas a la nevera, los átomos están siempre alineados y la fuerza del imán es constante. ¿Sabías que puedes quitar las propiedades de un imán permanente dejándolo caer al suelo? El golpe puede causar que los átomos pierdan su alineación. Se puede magnetizar de nuevo frotando otro imán contra el.

En la siguiente parte del artículo veremos de donde viene la electricidad para alimentar a estos electroimanes. Lo puedes ver pulsando aquí.

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